Tinee9: Rezistory v sérii: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Úroveň tutoriálu: Vstupná úroveň.

Zrieknutie sa zodpovednosti: Prosím, dajte pozor na rodiča/zákonného zástupcu, ak ste dieťa, pretože ak nie ste opatrní, môžete spôsobiť požiar.

Elektronický dizajn siaha až k telefónu, žiarovke, napájaným zariadeniam na striedavý alebo jednosmerný prúd atď. V celej elektronike narazíte na 3 základné komponenty: odpor, kondenzátor, induktor.

Dnes sa s Tinee9 dozvieme o odporoch. Farebné kódy rezistorov sa nenaučíme, pretože existujú dva štýly balíkov: Thruhole a SMD rezistor, z ktorých každý má vlastný alebo žiadny kód.

Navštívte stránku Tinee9.com, kde nájdete ďalšie lekcie a skvelé technológie.

Krok 1: Materiály

Materiály:

Nscope

Sortiment rezistorov

Počítač (ktorý sa dá pripojiť k Nscope)

LTSpice (softvér

Nasleduje odkaz na sortiment Nscope a odporov:

Súprava

Krok 2: Rezistory

Rezistory sú ako potrubia, ktoré umožňujú prietoku vody. Rôzne veľkosti potrubí však umožňujú pretekať iným množstvom vody. Príklad veľkej 10 -palcovej rúrky ňou umožní pretekať viac vody ako 1 -palcovej rúrky. To isté s odporom, ale dozadu. Ak máte odpor s vysokou hodnotou, tým menej elektrónov bude môcť pretekať. Ak máte malú hodnotu odporu, môžete pretekať viac elektrónov.

Ohm je jednotka pre odpor. Ak by ste sa chceli dozvedieť históriu toho, ako sa z ohmu stala jednotka pomenovaná po nemeckom fyzikovi Georgovi Simonovi Ohmovi, choďte na túto wiki

Pokúsim sa to udržať jednoduché.

Ohmov zákon je univerzálny zákon, ktorý všetko dodržiava: V = I*R

V = napätie (potenciálna energia. Jednotka je volt)

I = prúd (zjednodušene povedané počet prúdiacich elektrónov. Jednotka je ampér)

R = odpor (veľkosť potrubia, ale menšia je väčšia a väčšia je menšia. Ak poznáte delenie, potom veľkosť potrubia = 1/x, kde x je hodnota odporu. Jednotka je ohm)

Krok 3: Matematika: Príklad odporu série

Takže na obrázku vyššie je snímka obrazovky modelu LTspice. LTSpice je softvér, ktorý pomáha elektrotechnikom a koníčkom navrhnúť obvod predtým, ako ho postavia.

V mojom modeli som umiestnil zdroj napätia (napr. Batéria) na ľavú stranu s + a - v kruhu. Potom som nakreslil čiaru k cik cak veci (toto je odpor) s R1 nad ňou. Potom som nakreslil ďalšiu čiaru k ďalšiemu rezistoru s R2 nad ním. Posledný riadok som nakreslil na druhú stranu zdroja napätia. Nakoniec som na spodný riadok výkresu umiestnil trojuholník hore nohami, ktorý predstavuje GND alebo referenčný bod obvodu.

V1 = 4,82 V (Nscope's +5V rail Voltage from USB)

R1 = 2,7 Kohm

R2 = 2,7 kohmov

Ja =? Zosilňovače

Táto konfigurácia sa nazýva sériový obvod. Ak teda chceme poznať prúd alebo počet elektrónov prúdiacich v obvode, sčítame R1 a R2 dohromady, čo v našom prípade = 5,4 Kohms

Príklad 1

Takže V = I*R -> I = V/R -> I = V1/(R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 ampérov alebo 892 uAmps (metrický systém)

Príklad 2

Čo sa týka kopov, zmeníme R1 na 10 Kohmov. Teraz bude odpoveď 379 uAmps

Cesta k odpovedi: I = 4,82/(10 000+2 700) = 4,82/12 700 = 379 uAmp

Príklad 3

Príklad posledného cvičenia R1 = 0,1 Kohms Teraz bude odpoveď 1,721 mAmps alebo 1721 uArmps

Cesta k odpovedi: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmp

Našťastie dúfate, že pretože R1 v poslednom prípade bola malá, prúd alebo zosilňovače boli väčšie ako predchádzajúce dva príklady. Toto zvýšenie prúdu znamená, že obvodom preteká viac elektrónov. Teraz chceme zistiť, aké napätie bude v bode sondy na obrázku vyššie. Sonda je umiestnená medzi R1 a R2 …… Ako zistíme napätie tam ?????

Ohmov zákon hovorí, že napätie v uzavretom obvode musí byť = 0 V. Čo sa potom stane s napätím zo zdroja batérie? Každý odpor odoberá napätie o určité percento. Keď použijeme hodnoty príkladu 1 v príklade 4, môžeme vypočítať, koľko napätia je odobraté v R1 a R2.

Príklad 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmpps * 2700 ohmov = 2,4084 voltov V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2,7 Kohms = 2,4084 V

Zaokrúhlime 2,4084 na 2,41 voltov

Teraz vieme, koľko voltov odoberá každý odpor. Na označenie 0 voltov používame symbol GND (trojuholník hore nohami). Čo sa stane teraz, 4,82 V vyrobené z batérie putuje na R1 a R1 odoberie 2,41 V. Bod sondy bude mať teraz 2,41 voltu, ktorý potom prejde na R2 a R2 odoberie 2,41 voltu. Gnd potom má 0 voltov, ktoré putujú do batérie, ktorá potom produkuje 4,82 voltu a cyklus opakuje.

Bod sondy = 2,41 voltov

Príklad 5 (použijeme hodnoty z príkladu 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10 000 ohmov = 3,79 voltov

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 ohmov = 1,03 voltov

Bod sondy = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 voltu

Ohmov zákon = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Príklad 6 (použijeme hodnoty z príkladu 3)

V1 = I * R1 = 1721 uA * 100 = 0,172 voltov

V2 = I * R2 = 1721 uA * 2700 = 4,65 voltov

Napätie bodu sondy = 3,1 voltu

Bod sondy cesta k odpovedi = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 voltov

Alternatívny spôsob výpočtu napätia sondy: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Krok 4: Príklad zo skutočného života

Ak ste Nscope ešte nepoužili, navštívte stránku Nscope.org

Nscope som umiestnil jeden koniec rezistora 2,7Kohm do slotu Channel 1 a druhý koniec na slot +5V koľajnice. Potom som umiestnil druhý odpor na ďalší slot kanála 1 a druhý koniec na slot na koľajnicu GND. Dávajte pozor, aby sa konce rezistora nedotýkali koľajnice +5V a GND, inak by ste si mohli poraniť Nscope alebo niečo zapáliť.

Čo sa stane, keď „skratujete“+5 V na koľajnice GND dohromady, odpor ide do 0 ohmov

I = V/R = 4,82/0 = nekonečno (veľmi veľké číslo)

Tradične nechceme, aby sa prúd blížil k nekonečnu, pretože zariadenia nedokážu zvládnuť nekonečný prúd a majú tendenciu vznietiť sa. Našťastie Nscope má vysokú prúdovú ochranu, dúfajme, že zabráni požiarom alebo poškodeniu zariadenia nscope.

Krok 5: Test z reálneho života z príkladu 1

Akonáhle je všetko pripravené, váš Nscope by vám mal ukázať hodnotu 2,41 voltov ako na prvom obrázku vyššie. (každý hlavný riadok nad záložkou kanála 1 je 1 volt a každý vedľajší riadok je 0,2 voltov) Ak odstránite odpor R2, ktorý spája kanál 1 s koľajnicou GND, červená čiara sa zvýši na 4,82 voltov, ako na prvom obrázku vyššie.

Na druhom obrázku vyššie môžete vidieť, že predikcia LTSpice spĺňa našu vypočítanú predikciu, ktorá spĺňa výsledky našich testov v reálnom živote.

Blahoželáme, že ste navrhli svoj prvý okruh. Séria odporových pripojení.

Vyskúšajte ďalšie hodnoty odporu, ako v príklade 2 a príklade 3, aby ste zistili, či sa vaše výpočty zhodujú s výsledkami skutočného života. Cvičte aj iné hodnoty, ale uistite sa, že váš prúd neprekročí 0,1 ampéra = 100 mAmps = 100 000 uAmp

Nasledujte ma prosím tu na inštrukciách a na tinee9.com