Tinee9: Vastukset sarjassa: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Opetustason taso: lähtötaso.

Vastuuvapauslauseke: Pyydä vanhempaa/huoltajaa katsomaan, jos olet lapsi, koska voit aiheuttaa tulipalon, jos et ole varovainen.

Elektroninen suunnittelu ulottuu puhelimeen, hehkulamppuun, virtalähteisiin vaihtovirralla tai tasavirralla jne. Kaikessa elektroniikassa törmäät kolmeen peruskomponenttiin: vastus, kondensaattori, induktori.

Tänään Tinee9: n avulla aiomme oppia vastuksista. Emme opi vastuksen värikoodeja, koska on olemassa kaksi pakettityyliä: Thruhole ja SMD -vastus, joilla kullakin on omat koodit tai niitä ei ole.

Vieraile osoitteessa Tinee9.com muita oppitunteja ja hienoja tekniikoita varten.

Vaihe 1: Materiaalit

Materiaalit:

Nscope

Vastusvalikoima

Tietokone (joka voi muodostaa yhteyden Nscopeen)

LTSpice (ohjelmisto

Alla on linkki Nscope- ja vastusvalikoimaan:

Pakki

Vaihe 2: Vastukset

Vastukset ovat kuin putkia, joiden kautta vesi pääsee virtaamaan. Mutta eri kokoiset putket mahdollistavat eri määrän vettä virtaamaan sen läpi. Esimerkki iso 10 tuuman putki sallii enemmän vettä virtaamaan sen läpi kuin 1 tuuman putki. Sama asia vastuksen kanssa, mutta taaksepäin. Jos sinulla on suuri vastus, vähemmän elektroneja voi virrata läpi. Jos sinulla on pieni vastusarvo, sinulla voi olla enemmän elektroneja virtaamaan läpi.

Ohmi on vastusyksikkö. Jos haluat oppia historiasta, miten ohmista tuli saksalaisen fyysikon Georg Simon Ohmin mukaan nimetty yksikkö, mene tähän wikiin

Yritän pitää tämän yksinkertaisena.

Ohmin laki on universaali laki, jota kaikki noudattavat: V = I*R

V = jännite (potentiaalienergia. Yksikkö on voltti)

I = Virta (Yksinkertaisella termillä virtaavien elektronien lukumäärä. Yksikkö on ampeeria)

R = vastus (putken koko, mutta pienempi on suurempi ja isompi on pienempi. Jos tiedät jaon, putken koko = 1/x, jossa x on vastusarvo. Yksikkö on ohmia)

Vaihe 3: Matematiikka: Sarjan vastusesimerkki

Joten yllä olevassa kuvassa on kuvakaappaus LTspice -mallista. LTSpice on ohjelmisto, joka auttaa sähköinsinöörejä ja harrastajia suunnittelemaan virtapiirin ennen sen rakentamista.

Mallissani asetin jännitelähteen (esim. Akku) vasemmalle puolelle + ja - ympyrässä. Vedin sitten viivan siksak -juttuun (tämä on vastus), jonka yläpuolella oli R1. Sitten vedin toisen viivan toiseen vastukseen, jonka yläpuolella oli R2. Vedin viimeisen viivan jännitelähteen toiselle puolelle. Lopuksi sijoitin ylösalaisin kolmion piirustuksen alimmalle riville, joka edustaa Gnd: ää tai piirin vertailupistettä.

V1 = 4,82 V (Nscope +5V -kiskon jännite USB: ltä)

R1 = 2,7 ohmia

R2 = 2,7 ohmia

Minä =? Vahvistimet

Tätä kokoonpanoa kutsutaan sarjapiiriksi. Joten jos haluamme tietää piirissä virtaavan elektronin virran tai lukumäärän, lisäämme R1 ja R2 yhteen, mikä esimerkissämme = 5,4 Kohms

Esimerkki 1

Joten V = I*R -> I = V/R -> I = V1/(R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 ampeeria tai 892 uAmp (metrijärjestelmä)

Esimerkki 2

Potkuja varten aiomme muuttaa R1 arvoon 10 Kohms. Nyt vastaus on 379 uAmps

Reitti vastaukseen: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 uAmp

Esimerkki 3

Viimeinen harjoitusesimerkki R1 = 0,1 Kohms Nyt vastaus on 1,721 mAmps tai 1721 uArmps

Reitti vastaukseen: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmps

Toivottavasti näet, että koska R1 edellisessä esimerkissä oli pieni, virta tai vahvistimet olivat suurempia kuin kaksi edellistä esimerkkiä. Tämä virran lisäys tarkoittaa, että piirin läpi virtaa enemmän elektroneja. Nyt haluamme selvittää, mikä jännite on yllä olevan kuvan anturipisteessä. Anturi on asetettu R1: n ja R2: n väliin ……. Kuinka selvitämme jännitteen siellä ?????

No, Ohmin laki sanoo, että suljetun piirin jännitteen on oltava = 0 V. Mitä tällä lausunnolla sitten tapahtuu akun lähteestä tulevalle jännitteelle? Jokainen vastus poistaa jännitteen jonkin verran. Kun käytämme esimerkin 1 arvoja esimerkissä 4, voimme laskea kuinka paljon jännitettä poistetaan R1: ssä ja R2: ssa.

Esimerkki 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 ohmia = 2,4084 volttia V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2,7 Kohms = 2,4084 V

Pyöristämme 2,4084-2,41 volttia

Nyt tiedämme, kuinka monta volttia kukin vastus vie pois. Käytämme GND sysmbolia (ylösalaisin oleva kolmio) sanoa 0 volttia. Mitä nyt tapahtuu, akusta tuotettu 4,82 volttia kulkee R1: een ja R1 vie 2,41 volttia. Anturipisteessä on nyt 2,41 volttia, joka sitten siirtyy R2: een ja R2 ottaa pois 2,41 volttia. Gnd: llä on sitten 0 volttia, joka kulkee akkuun, joka sitten tuottaa 4,82 volttia ja toistaa syklin.

Mittapiste = 2,41 volttia

Esimerkki 5 (käytämme arvoja esimerkistä 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 ohmia = 3,79 volttia

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 ohmia = 1,03 volttia

Mittapiste = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 volttia

Ohmin laki = V - V1 - V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V.

Esimerkki 6 (käytämme arvoja esimerkistä 3)

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

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

Mittapisteen jännite = 3,1 volttia

Reitti vastaukseen Mittapiste = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 volttia

Koetinpisteen vaihtoehtoinen tapa laskea jännite: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Vaihe 4: Esimerkki tosielämästä

Jos et ole käyttänyt Nscopea ennen, katso Nscope.org

Nscope -laitteella asetin 2,7Kohm vastuksen toisen pään Channel 1 -paikkaan ja toisen pään +5V kiskoon. Sitten asetin toisen vastuksen toiselle kanava 1 -paikalle ja toisen pään GND -kiskopaikalle. Varo, että vastuksen päät eivät kosketa +5V -kiskoa ja GND -kiskoa, tai saatat vahingoittaa Nscopea tai syttyä palamaan.

Mitä tapahtuu, kun `` lyhyt '' +5 V - GND -kiskot yhdessä, vastus on 0 ohmia

I = V/R = 4,82/0 = ääretön (erittäin suuri luku)

Perinteisesti emme halua virran lähestyvän ääretöntä, koska laitteet eivät pysty käsittelemään ääretöntä virtaa ja taipuvat syttymään tuleen. Onneksi Nscopessa on korkea virransuoja, joka toivottavasti estää tulipalon tai nscope -laitteen vaurioitumisen.

Vaihe 5: Esimerkin 1 tosielämän testi

Kun kaikki on määritetty, Nscope -laitteen pitäisi näyttää 2,41 voltin arvo kuten yllä olevassa kuvassa. (kukin päälinja kanavan 1 välilehden yläpuolella on 1 volttia ja jokainen sivulinja 0,2 volttia) Jos poistat R2: n, vastuksen, joka yhdistää kanavan 1 GND -kiskoon, punainen viiva nousee 4,82 volttiin, kuten yllä olevassa kuvassa.

Yllä olevassa toisessa kuvassa näet, että LTSpice -ennuste täyttää lasketun ennusteemme, joka vastaa tosielämän testituloksiamme.

Onnittelut, että olet suunnitellut ensimmäisen piirisi. Sarjan vastusliitännät.

Kokeile muita vastusarvoja, kuten esimerkissä 2 ja esimerkissä 3, nähdäksesi vastaavatko laskelmasi tosielämän tuloksia. Käytä myös muita arvoja, mutta varmista, että virta ei ylitä 0,1 ampeeria = 100 mAmps = 100 000 uAmp

Seuraa minua täällä ohjeissa ja osoitteessa tinee9.com