Tinee9: Modstande i serie: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Tutorial Level: Indgangsniveau.

Ansvarsfraskrivelse: Lad venligst en forælder/værge se, hvis du er et barn, fordi du kan forårsage brand, hvis du ikke er forsigtig.

Elektronisk design går helt tilbage til telefon, pære, strømforsyninger i vekselstrøm eller jævnstrøm osv. I al elektronik løber du ind i 3 grundkomponenter: Modstand, kondensator, induktor.

I dag med Tinee9 skal vi lære om modstande. Vi lærer ikke farvekoder for modstande, fordi der er to pakkestile: Thruhole og SMD -modstand, som hver har deres egne eller ingen koder.

Besøg Tinee9.com for andre lektioner og cool teknik.

Trin 1: Materialer

Materialer:

Nscope

Modstandssortiment

Computer (der kan oprette forbindelse til Nscope)

LTSpice (software

Nedenfor er et link til Nscope og modstandssortimentet:

Sæt

Trin 2: Modstande

Modstande er som rør, der lader vand strømme igennem. Men forskellige rørstørrelser tillader en anden mængde vand at strømme gennem det. Eksempel et stort 10 tommer rør vil tillade mere vand at strømme gennem det end et 1 tommer rør. Det samme med en modstand, men baglæns. Hvis du har en modstand med stor værdi, vil de færre elektroner kunne strømme igennem. Hvis du har en lille modstandsværdi, kan du have flere elektroner til at strømme igennem.

Ohm er enheden for en modstand. Hvis du gerne vil lære historien om hvordan ohm blev til enheden opkaldt efter den tyske fysiker Georg Simon Ohm, skal du gå til denne wiki

Jeg vil prøve at holde det enkelt.

Ohms lov er en universel lov, som alt overholder: V = I*R

V = spænding (potentiel energi. Enhed er volt)

I = Strøm (simple udtryk antal elektroner, der flyder. Enhed er ampere)

R = Modstand (Rørstørrelse, men mindre er større og større er mindre. Hvis du kender division, så er rørstørrelse = 1/x hvor x er modstandsværdien. Enhed er ohm)

Trin 3: Matematik: Seriemodstandseksempel

Så i ovenstående billede er et skærmbillede af en LTspice -model. LTSpice er software, der hjælper elektriske ingeniører og hobbyfolk med at designe et kredsløb, før de bygger det.

I min model placerede jeg en spændingskilde (f.eks. Batteri) på venstre side med + og - i en cirkel. Jeg tegnede derefter en linje til en zig -zag -ting (dette er en modstand) med R1 over den. Derefter tegnede jeg en anden linje til en anden modstand med R2 over. Jeg tegnede den sidste linje til den anden side af spændingskilden. Endelig placerede jeg en omvendt trekant på tegningens nederste linje, der repræsenterer Gnd eller referencepunktet i kredsløbet.

V1 = 4,82 V (Nscope's +5V skinnespænding fra USB)

R1 = 2,7Kohms

R2 = 2,7Kohms

Jeg =? Ampere

Denne konfiguration kaldes et seriekredsløb. Så hvis vi vil vide strømmen eller antallet af elektroner, der strømmer i kredsløbet, tilføjer vi R1 og R2 sammen, som i vores eksempel = 5,4 Kohms

Eksempel 1

Så V = I*R -> I = V/R -> I = V1/(R1+R2) -> I = 4.82/5400 = 0.000892 Ampere eller 892 uAmps (metrisk system)

Eksempel 2

For spark vil vi ændre R1 til 10 Kohms Nu vil svaret være 379 uAmps

Vejen til svar: I = 4.82/(10000+2700) = 4.82/12700 = 379 uAmps

Eksempel 3

Sidste praksiseksempel R1 = 0,1 Kohms Nu vil svaret være 1.721 mAmps eller 1721 uArmps

Vejen til svar: I = 4.82/(100+2700) = 4.82/2800 = 1721 uAmps -> 1.721 mAmps

Forhåbentlig kan du se, at da R1 i det sidste eksempel var lille, var strømmen eller forstærkerne større end de to foregående eksempler. Denne stigning i strøm betyder, at der strømmer flere elektroner gennem kredsløbet. Nu vil vi finde ud af, hvad spændingen vil være ved sondepunktet i billedet ovenfor. Sonden er indstillet mellem R1 og R2 …… Hvordan finder vi ud af spændingen der ?????

Nå, Ohms lov siger Spænding i et lukket kredsløb skal = 0 V. Med den erklæring hvad sker der så med spændingen til fra batterikilden? Hver modstand fjerner spændingen med en procentdel. Når vi bruger eksempel 1 -værdier i eksempel 4, kan vi beregne, hvor meget spænding der tages væk i R1 og R2.

Eksempel 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 Ohms = 2.4084 Volt V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2.7 Kohms = 2.4084 V

Vi afrunder 2.4084 til 2.41 Volt

Nu ved vi, hvor meget mange volt der bliver taget væk af hver modstand. Vi bruger GND -sysmbolet (Upside down triangle) til at sige 0 Volt. Hvad sker der nu, de 4,82 volt produceret fra batteriet kører til R1, og R1 tager 2,41 volt væk. Probe point vil nu have 2,41 Volt, som derefter kører til R2, og R2 fjerner 2,41 Volt. Gnd har derefter 0 volt, der kører til batteriet, hvorefter batteriet producerer 4,82 volt og gentager cyklussen.

Sondepunkt = 2,41 volt

Eksempel 5 (vi vil bruge værdier fra eksempel 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 Ohms = 3,79 Volt

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 Ohms = 1,03 volt

Probe Point = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 Volt

Ohms lov = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Eksempel 6 (vi vil bruge værdier fra eksempel 3)

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

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

Probe Point spænding = 3,1 Volt

Vejen til svar Probe Point = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 volt

Probe Point alternativ måde at beregne spænding på: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Trin 4: Eksempel på det virkelige liv

Hvis du ikke har brugt Nscope før, kan du se på Nscope.org

Med Nscope placerede jeg den ene ende af en 2,7Kohm modstand i en kanal 1 slot og den anden ende på +5V skinnespalten. Jeg placerede derefter en anden modstand på en anden kanal 1 -slot og den anden ende på GND -skinneåbningen. Vær forsigtig med ikke at have modstandens ender på +5V -skinnen og GND -skinnen i berøring, ellers kan du skade dit Nscope eller tage noget i brand.

Hvad sker der, når du 'korte' +5V til GND -skinner sammen, går modstanden til 0 Ohm

I = V/R = 4.82/0 = uendelig (meget stort antal)

Traditionelt ønsker vi ikke, at strømmen nærmer sig uendeligt, fordi enheder ikke kan håndtere uendelig strøm og har en tendens til at tage ild. Heldigvis har Nscope en høj strømbeskyttelse for forhåbentlig at forhindre brand eller beskadigelse af nscope -enheden.

Trin 5: Real Life Test af eksempel 1

Når alt er konfigureret, skal dit Nscope vise dig værdien på 2,41 volt som det første billede ovenfor. (hver større linje over kanal 1 -fanen er 1 volt, og hver mindre linje er 0,2 volt) Hvis du fjerner R2, modstanden, der forbinder kanal 1 med GND -skinnen, vil den røde linje gå op til 4,82 volt som på det første billede ovenfor.

På det andet billede ovenfor kan du se LTSpice -forudsigelse opfylder vores beregnede forudsigelse, som opfylder vores virkelige testresultater.

Tillykke, du har designet dit første kredsløb. Serie modstandsforbindelser.

Prøv andre værdier for modstand som i eksempel 2 og eksempel 3 for at se, om dine beregninger matcher virkelige resultater. Øv også andre værdier, men sørg for, at din strøm ikke overstiger 0,1 ampere = 100 mAmps = 100, 000 uAmps

Følg mig venligst her på instruktører og på tinee9.com