Tinee9: Rezystory w serii: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Poziom samouczka: Poziom wejścia.

Zastrzeżenie: Proszę, aby rodzic/opiekun obserwował, jeśli jesteś dzieckiem, ponieważ możesz spowodować pożar, jeśli nie będziesz ostrożny.

Konstrukcja elektroniczna sięga wstecz do telefonu, żarówki, zasilanych prądem zmiennym lub stałym itp. W całej elektronice spotyka się 3 podstawowe elementy: rezystor, kondensator, cewkę indukcyjną.

Dzisiaj z Tinee9 poznamy rezystory. Nie nauczymy się kodów kolorów rezystorów, ponieważ istnieją dwa style pakietów: rezystor Thruhole i SMD, z których każdy ma własne kody lub nie ma ich wcale.

Odwiedź Tinee9.com, aby uzyskać inne lekcje i fajną technologię.

Krok 1: Materiały

Materiały:

Nscope

Asortyment rezystorów

Komputer (który może łączyć się z Nscope)

LTSpice (oprogramowanie

Poniżej znajduje się link do asortymentu Nscope i Resistor:

Zestaw

Krok 2: Rezystory

Rezystory są jak rury, przez które przepływa woda. Jednak różne rozmiary rur pozwalają na przepływ przez nią różnej ilości wody. Przykład: duża 10-calowa rura pozwoli na przepływ większej ilości wody niż 1-calowa rura. To samo z rezystorem, ale na odwrót. Jeśli masz rezystor o dużej wartości, mniej elektronów będzie mogło przepłynąć. Jeśli masz małą wartość rezystora, możesz mieć więcej elektronów do przepłynięcia.

Ohm to jednostka dla rezystora. Jeśli chcesz poznać historię tego, jak om stał się jednostką nazwaną na cześć niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma, przejdź do tej wiki

Postaram się zachować prostotę.

Prawo Ohma jest uniwersalnym prawem, zgodnie z którym wszystko przestrzega: V = I*R

V = Napięcie (Energia potencjalna. Jednostką jest wolt)

I = Prąd (Proste terminy liczba przepływających elektronów. Jednostka to ampery)

R = Opór (rozmiar rury, ale mniejszy jest większy, a większy jest mniejszy. Jeśli znasz podział, to rozmiar rury = 1/x, gdzie x jest wartością oporu. Jednostką jest om)

Krok 3: Matematyka: Przykład oporu szeregowego

Tak więc na powyższym zdjęciu jest zrzut ekranu modelu LTspice. LTSpice to oprogramowanie, które pomaga inżynierom elektrykom i hobbystom zaprojektować obwód przed jego zbudowaniem.

W moim modelu umieściłem źródło napięcia (np. Akumulator) po lewej stronie z + i - w okręgu. Następnie narysowałem linię do zygzakowatej rzeczy (to jest rezystor) z R1 nad nią. Następnie narysowałem kolejną linię do innego rezystora z R2 nad nim. Ostatnią linię narysowałem na drugą stronę źródła napięcia. Na koniec umieściłem odwrócony trójkąt na dolnej linii rysunku, który reprezentuje Gnd lub punkt odniesienia obwodu.

V1 = 4,82 V (napięcie na szynie +5 V Nscope z USB)

R1 = 2,7Kohm

R2 = 2,7Kohm

ja = ? Ampery

Ta konfiguracja nazywana jest obwodem szeregowym. Więc jeśli chcemy poznać prąd lub liczbę elektronów płynących w obwodzie, dodajemy razem R1 i R2, które w naszym przykładzie = 5,4 Kohms

Przykład 1

Więc V = I*R -> I = V/R -> I = V1/ (R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 amperów lub 892 uAmps (system metryczny)

Przykład 2

Dla kopnięć zmienimy R1 na 10 Kohmów Teraz odpowiedzią będzie 379 uAmps

Ścieżka do odpowiedzi: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 amperów

Przykład 3

Ostatni przykład ćwiczeniowy R1 = 0,1 Kohms Teraz odpowiedź będzie 1,721 mA lub 1721 uArmps

Ścieżka do odpowiedzi: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mA

Mam nadzieję, że widzisz, że ponieważ R1 w ostatnim przykładzie był mały, prąd lub ampery były większe niż w poprzednich dwóch przykładach. Ten wzrost prądu oznacza, że przez obwód przepływa więcej elektronów. Teraz chcemy dowiedzieć się, jakie będzie napięcie w punkcie sondy na powyższym obrazku. Sonda jest ustawiona pomiędzy R1 i R2……Jak obliczyć napięcie tam?????

Cóż, prawo Ohma mówi, że napięcie w obwodzie zamkniętym musi = 0 V. Z takim stwierdzeniem co się dzieje z napięciem ze źródła akumulatora? Każdy rezystor odbiera napięcie o pewien procent. Ponieważ używamy wartości z przykładu 1 w przykładzie 4, możemy obliczyć, ile napięcia jest odbierane w R1 i R2.

Przykład 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 Ohm = 2,4084 V V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2,7 Kohm = 2,4084 V

Zaokrąglimy 2,4084 do 2,41 V

Teraz wiemy, ile woltów odbiera każdy rezystor. Używamy symbolu GND (trójkąt do góry nogami), aby powiedzieć 0 woltów. Co się teraz dzieje, 4,82 wolta wytwarzanego z akumulatora dociera do R1, a R1 zabiera 2,41 wolta. Punkt sondy będzie teraz miał 2,41 wolta, który następnie przemieszcza się do R2, a R2 zabiera 2,41 wolta. Gnd ma wtedy 0 woltów, które przemieszcza się do akumulatora, który następnie wytwarza 4,82 wolta i powtarza cykl.

Punkt sondy = 2,41 V

Przykład 5 (będziemy używać wartości z Przykładu 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 omów = 3,79 woltów

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 omów = 1,03 wolta

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

Prawo omów = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Przykład 6 (będziemy używać wartości z Przykładu 3)

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

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

Napięcie punktu sondy = 3,1 V

Ścieżka do punktu sondy odpowiedzi = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 V

Probe Point alternatywny sposób obliczania napięcia: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Krok 4: Przykład z prawdziwego życia

Jeśli nie korzystałeś wcześniej z Nscope, odwiedź Nscope.org

W Nscope umieściłem jeden koniec rezystora 2,7Kohm w gnieździe kanału 1, a drugi koniec w gnieździe szyny +5V. Następnie umieściłem drugi rezystor na innym gnieździe kanału 1, a drugi koniec na gnieździe szyny GND. Uważaj, aby końcówki rezystora nie stykały się z szyną +5V i szyną GND, gdyż grozi to uszkodzeniem Nscope lub zapaleniem się czegoś.

Co się dzieje, gdy "zwierasz" +5V do GND razem, rezystancja spada do 0 omów?

I = V/R = 4,82/0 = nieskończoność (bardzo duża liczba)

Tradycyjnie nie chcemy, aby prąd zbliżał się do nieskończoności, ponieważ urządzenia nie mogą poradzić sobie z nieskończonym prądem i mają tendencję do zapalania się. Na szczęście Nscope ma ochronę wysokoprądową, aby, miejmy nadzieję, zapobiec pożarom lub uszkodzeniom urządzenia nscope.

Krok 5: Test z życia wzięty z przykładu 1

Po skonfigurowaniu Twój Nscope powinien pokazać wartość 2,41 V, tak jak na pierwszym obrazku powyżej. (każda główna linia powyżej zakładki kanału 1 ma 1 V, a każda mniejsza linia to 0,2 V) Jeśli usuniesz rezystor R2, który łączy kanał 1 z szyną GND, czerwona linia wzrośnie do 4,82 V, jak na pierwszym obrazku powyżej.

Na drugim obrazku powyżej możesz zobaczyć, że prognoza LTSpice spełnia nasze wyliczone prognozy, które spełniają nasze rzeczywiste wyniki testów.

Gratulacje, że zaprojektowałeś swój pierwszy obwód. Połączenia rezystora szeregowego.

Wypróbuj inne wartości oporu, jak w Przykładzie 2 i Przykładzie 3, aby sprawdzić, czy Twoje obliczenia pasują do rzeczywistych wyników. Przećwicz również inne wartości, ale upewnij się, że twój prąd nie przekracza 0,1 A = 100 mAmp = 100 000 uAmps

Proszę śledzić mnie tutaj na instrukcjach i na tinee9.com