Vigtige beregninger inden for elektronik: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Denne instruktør har til hensigt at liste nogle af de vigtige beregninger i elektronik ingeniører/producenter skal være opmærksom på. Helt ærligt er der masser af formler, der kan passe ind i denne kategori. Så jeg har begrænset denne instruks til kun grundlæggende formler.

For de fleste af de angivne formler har jeg også tilføjet link til online regnemaskiner, der let kan hjælpe dig med at udføre disse beregninger, når det bliver besværligt og tidskrævende.

Trin 1: Beregner batterilevetid

Når du driver projekter med batterier, er det vigtigt, at vi kender den forventede varighed, et batteri kan drive dit kredsløb/ din enhed. Dette er vigtigt for at forlænge batteriets levetid og forhindre uventet fejl i dit projekt. Der er to vigtige formler forbundet med dette.

Maksimal varighed et batteri kan drive en belastning

Batterilevetid = Batterikapacitet (mAh eller Ah) / Laststrøm (mA eller A)

Hastighed, ved hvilken belastning trækker strøm fra batteriet

Afladningshastighed C = Laststrøm (mA eller A) / Batterikapacitet (mAh eller Ah)

Afladningshastighed er en vigtig parameter, der bestemmer, hvor meget strøm et kredsløb sikkert kan trække fra et batteri. Dette er normalt markeret i batteriet eller vil blive angivet i dets datablad.

Eksempel:

Batterikapacitet = 2000mAh, Laststrøm = 500mA

Batterilevetid = 2000mAh / 500mA = 4 timer

Udladningshastighed C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Her er en online lommeregner til batterilevetid.

Trin 2: Lineær regulator Power Dissipation

Lineære regulatorer bruges, når vi har brug for en fast spænding til at drive et kredsløb eller en enhed. Nogle af de populære lineære spændingsregulatorer er 78xx -serien (7805, 7809, 7812 og så videre). Disse lineære regulatorer virker ved at tabe indgangsspændingen og giver stabil udgangsspænding i output. Effekttab i disse lineære regulatorer overses ofte. At kende den afledte effekt er ret vigtigt, så designere kan bruge køleplader til at kompensere for høj strømafledning. Dette kan beregnes ved hjælp af nedenstående formel

Strømforsyning er givet ved formlen

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

For at beregne udgangsstrømmen

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Eksempel:

Indgangsspænding - 9V, Udgangsspænding - 5V, Strømudgang -1A Resultat

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 Watt

Online lommeregner til lineær regulator effektafledning.

Trin 3: Spændingsdelerberegner

Spændingsdelere bruges til at opdele de indgående spændinger til ønskede spændingsniveauer. Dette er yderst nyttigt til at producere referencespændinger i kredsløb. Spændingsdeler er generelt bygget ved hjælp af mindst to modstande. Lær mere om, hvordan spændingsdelere fungerer. Formlen brugt med spændingsdelere er

For at bestemme udgangsspændingen Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

For at bestemme R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

For at bestemme R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

For at bestemme indgangsspændingen Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Eksempel:

Vin = 12 V, R1 = 200k, R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0,12 V

Trin 4: RC Timing Calculator

RC -kredsløb bruges til at generere tidsforsinkelser i mange kredsløb. Dette skyldes, at modstanden påvirker ladestrømmen, der strømmer til kondensatoren. Jo større modstand og kapacitans, jo mere tid tager det for kondensatoren at oplade, og dette vil blive vist som forsinkelse. Dette kan beregnes ved hjælp af formlen.

For at bestemme tid i sekunder

T = RC

For at bestemme R

R = T / C

For at bestemme C

C = T / R

Eksempel:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Prøv denne RC -tidskonstant online lommeregner.

Trin 5: LED -modstand

LED'er er ret almindelige er elektroniske kredsløb. Også LED'er vil ofte blive brugt med strømbegrænsende seriemodstand for at forhindre overdreven strømstrømskade. Dette er formlen, der bruges til at beregne den seriemodstandsværdi, der bruges med LED

R = (Vs - Vf) / If

Eksempel

Hvis du bruger LED med Vf = 2,5V, If = 30mA og Indgangsspænding Vs = 5V. Så vil modstand være

R = (5 - 2,5V) / 30mA

= 2,5V / 30mA

= 83Ohm

Trin 6: Stabil og monostabil multivibrator ved hjælp af IC 555

555 IC er en alsidig chip, der har en lang række applikationer. Lige fra at generere firkantbølger, modulering, tidsforsinkelser, enhedsaktivering kan 555 gøre det hele. Astable og Monostable er to almindeligt anvendte tilstande, når det kommer til 555.

Astable multivibrator - Den producerer firkantbølgepuls som output med fast frekvens. Denne frekvens bestemmes af modstande og kondensatorer, der bruges med den.

Med givne RA-, RC- og C -værdier. Frekvens og driftscyklus kan beregnes ved hjælp af nedenstående formel

Frekvens = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Arbejdscyklus = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Ved hjælp af RA-, RC- og F -værdier kan kapacitans beregnes ved hjælp af nedenstående formel

Kondensator = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Eksempel:

Modstand RA = 10 kohm, Modstand RB = 15 kohm, Kapacitans C = 100 mikrofarader

Frekvens = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Arbejdscyklus = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabil multivibrator

I denne tilstand vil IC 555 producere højt signal i et bestemt tidsrum, når triggerinput går lavt. Det bruges til at generere tidsforsinkelser.

Med givet R og C kan vi beregne tidsforsinkelse ved hjælp af nedenstående formel

T = 1,1 x R x C

For at bestemme R

R = T / (C x 1,1)

For at bestemme C

C = T / (1,1 x R)

Eksempel:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C

= 1,1 x 100k x10uF

= 0,11 sek

Her er online lommeregner til Astable multivibrator og Monostable multivibrator

Trin 7: Modstand, spænding, strøm og effekt (RVCP)

Vi starter med det grundlæggende. Hvis du er introduceret til elektronik, har du måske vidst, at modstand, spænding, strøm og effekt alle er indbyrdes forbundne. Ændring af en af ovenstående ændrer andre værdier. Formlen for denne beregning er

Til bestemmelse af spænding V = IR

For at bestemme strøm I = V / R

For at bestemme modstand R = V / I

For at beregne effekt P = VI

Eksempel:

Lad os overveje nedenstående værdier

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1,6V

Så bliver strømmen

P = V x I

= 1,6 x 32 x10^-3

= 0,0512 Watt

Her er en online ohm lovberegner til at beregne modstand, spænding, strøm og effekt.

Jeg vil opdatere denne Instructable med flere formler.

Efterlad dine kommentarer og forslag nedenfor, og hjælp mig med at tilføje flere formler til denne instruks.