Tinee9: مقاومت در سری: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سطح آموزش: سطح ورود.

سلب مسئولیت: لطفاً اگر کودک هستید ، از والدین/سرپرستان مراقبت کنید زیرا اگر مراقب نباشید ، می توانید آتش سوزی کنید.

طراحی الکترونیکی به تلفن ، لامپ ، نیروگاه های برق AC یا DC و غیره بر می گردد. در تمام قطعات الکترونیکی به 3 جزء اصلی برخورد می کنید: مقاومت ، خازن ، سلف.

امروز با Tinee9 قصد داریم با مقاومت ها آشنا شویم. ما کدهای رنگی برای مقاومت ها را یاد نمی گیریم زیرا دو نوع بسته وجود دارد: مقاومت دریچه ای و مقاومت SMD که هر کدام دارای کد مخصوص هستند یا فاقد کد هستند.

لطفاً برای درس های دیگر و فناوری جالب از Tinee9.com دیدن کنید.

مرحله 1: مواد

مواد:

Nscope

مجموعه مقاومت

کامپیوتر (که می تواند به Nscope متصل شود)

LTSpice (نرم افزار

در زیر پیوندی به مجموعه Nscope و Resistor آمده است:

کیت

مرحله 2: مقاومت ها

مقاومت ها مانند لوله هایی هستند که به آب اجازه عبور می دهند. اما اندازه های مختلف لوله اجازه می دهد مقدار متفاوتی از آب در آن جریان یابد. به عنوان مثال ، یک لوله بزرگ 10 اینچی اجازه می دهد آب بیشتری از یک لوله 1 اینچی در آن جریان یابد. در مورد مقاومت ، همان چیزی است ، اما عقب است. اگر یک مقاومت با ارزش بزرگ دارید ، الکترونهای کمتری قادر به عبور از آن خواهند بود. اگر مقدار مقاومت کمی دارید ، ممکن است الکترون های بیشتری برای عبور از خود داشته باشید.

اهم واحد مقاومت است. اگر می خواهید تاریخچه نحوه تبدیل واحد به نام فیزیکدان آلمانی جورج سیمون اهم را بیاموزید به این ویکی مراجعه کنید

من سعی می کنم این را ساده نگه دارم.

قانون اهم یک قانون جهانی است که همه چیز از آن پیروی می کند: V = I*R

V = ولتاژ (انرژی بالقوه. واحد ولت است)

I = جریان (شرایط ساده تعداد الکترونهای در حال جریان. واحد آمپر است)

R = مقاومت (اندازه لوله اما کوچکتر بزرگتر و بزرگتر کوچکتر است. اگر تقسیم را می دانید ، اندازه لوله = 1/x که x مقدار مقاومت است. واحد اهم است)

مرحله 3: ریاضی: مثال مقاومت سری

بنابراین در تصویر بالا یک اسکرین شات از مدل LTspice است. LTSpice نرم افزاری است که به مهندسین برق و افراد علاقمند قبل از ساخت مدار کمک می کند.

در مدل من ، منبع ولتاژ (به عنوان مثال باتری) را در سمت چپ با + و - در یک دایره قرار دادم. سپس خطی را روی یک چیز زیگزاگ (این یک مقاومت است) با R1 در بالای آن رسم کردم. سپس خط دیگری را به مقاومت دیگری رساندم که R2 در بالای آن قرار داشت. آخرین خط را به طرف دیگر منبع ولتاژ کشیدم. در نهایت ، من یک مثلث وارونه در خط پایین نقاشی قرار دادم که نشان دهنده Gnd یا نقطه مرجع مدار است.

V1 = 4.82 V (ولتاژ ریل Nscope +5V از USB)

R1 = 2.7 کیلو اهم

R2 = 2.7 کیلو اهم

من =؟ آمپر

این پیکربندی را مدار سری می نامند. بنابراین اگر بخواهیم جریان یا تعداد الکترون های جریان یافته در مدار را بدانیم ، R1 و R2 را با هم جمع می کنیم که در مثال ما = 5.4 اهم

مثال 1

بنابراین V = I*R -> I = V/R -> I = V1/(R1+R2) -> I = 4.82/5400 = 0.000892 آمپر یا 892 آمپر آمپر (سیستم متریک)

مثال 2

برای ضربات ما R1 را به 10 اهم تغییر می دهیم در حال حاضر پاسخ 379 uAmps خواهد بود

مسیر پاسخ: I = 4.82/(10000+2700) = 4.82/12700 = 379 uAmps

مثال 3

آخرین مثال تمرین R1 = 0.1 Kohms اکنون پاسخ 1.721 میلی آمپر یا 1721 uArmps خواهد بود

مسیر پاسخ: I = 4.82/(100+2700) = 4.82/2800 = 1721 آمپر آمپر -> 1.721 میلی آمپر

با امیدواری ، می بینید که از آنجا که R1 در مثال آخر کوچک بود ، جریان یا آمپر بزرگتر از دو نمونه قبلی بود. این افزایش جریان به این معنی است که الکترون های بیشتری از مدار عبور می کنند. اکنون می خواهیم دریابیم که ولتاژ در نقطه پروب در تصویر بالا چقدر خواهد بود. پروب بین R1 و R2 قرار دارد …… چگونه می توانیم ولتاژ آنجا را تشخیص دهیم ؟؟؟؟؟

خوب ، قانون اهم می گوید ولتاژ در یک مدار بسته باید = 0 ولت باشد. با این عبارت ، ولتاژ ناشی از منبع باتری چه می شود؟ هر مقاومت تا حدودی ولتاژ را از بین می برد. با استفاده از مقادیر مثال 1 در مثال 4 ، می توانیم مقدار ولتاژ برداشته شده در R1 و R2 را محاسبه کنیم.

مثال 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 اهم = 2.4084 ولت V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2.7 اهم = 2.4084 ولت

2.4084 تا 2.41 ولت را دور می زنیم

در حال حاضر ما می دانیم که چقدر ولت توسط هر مقاومت گرفته می شود. ما از نماد GND (مثلث وارونه) برای گفتن 0 ولت استفاده می کنیم. آنچه اکنون اتفاق می افتد ، 4.82 ولت تولید شده از باتری تا R1 حرکت می کند و R1 2.41 ولت را از بین می برد. نقطه کاوشگر اکنون دارای 2.41 ولت است که سپس به R2 می رود و R2 2.41 ولت را از بین می برد. Gnd سپس 0 ولت دارد که به باتری می رود و سپس باتری 4.82 ولت تولید می کند و چرخه را تکرار می کند.

نقطه پروب = 2.41 ولت

مثال 5 (ما از مقادیر مثال 2 استفاده خواهیم کرد)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 اهم = 3.79 ولت

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 اهم = 1.03 ولت

نقطه کاوشگر = V - V1 = 4.82 - 3.79 = 1.03 ولت

قانون اهم = V - V1 -V2 = 4.82 - 3.79 - 1.03 = 0 ولت

مثال 6 (ما از مقادیر مثال 3 استفاده خواهیم کرد)

V1 = I * R1 = 1721 uA * 100 = 0.172 ولت

V2 = I * R2 = 1721 uA * 2700 = 4.65 ولت

ولتاژ نقطه پروب = 3.1 ولت

مسیر برای پاسخ نقطه کاوشگر = V - V1 = 4.82 - 0.17 = 4.65 ولت

روش جایگزین محاسبه ولتاژ Probe Point: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4.82 * 2700/2800 = 4.65 V = 4.82

مرحله 4: مثال زندگی واقعی

اگر قبلاً از Nscope استفاده نکرده اید ، به Nscope.org مراجعه کنید

با Nscope یک سر مقاومت 2.7Kohm را در شکاف کانال 1 و سر دیگر را روی شکاف ریل +5V قرار دادم. سپس یک مقاومت دوم را روی شکاف کانال 1 دیگر و سر دیگر آن را روی شکاف راه آهن GND قرار دادم. مراقب باشید که انتهای مقاومت روی ریل +5V و راه آهن GND نباشد ، در غیر این صورت ممکن است به Nscope خود صدمه بزنید یا چیزی را آتش بزنید.

وقتی با هم +5 ولت را به ریل GND کوتاه می کنید چه اتفاقی می افتد ، مقاومت به 0 اهم می رسد

I = V/R = 4.82/0 = بی نهایت (تعداد بسیار زیاد)

به طور سنتی ما نمی خواهیم جریان به بی نهایت نزدیک شود زیرا دستگاه ها نمی توانند جریان بی نهایت را کنترل کرده و تمایل به آتش گرفتن دارند. خوشبختانه Nscope دارای حفاظت جریان بالا برای جلوگیری از آتش سوزی یا آسیب به دستگاه nscope است.

مرحله 5: آزمایش زندگی واقعی مثال 1

وقتی همه چیز تنظیم شد ، Nscope شما باید مانند تصویر اول مقدار 2.41 ولت را به شما نشان دهد. (هر خط اصلی بالای زبانه کانال 1 1 ولت است و هر خط فرعی 0.2 ولت است) اگر R2 ، مقاومتی که کانال 1 را به ریل GND متصل می کند ، حذف کنید ، خط قرمز مانند تصویر اول بالا تا 4.82 ولت افزایش می یابد.

در تصویر دوم بالا می توانید پیش بینی LTSpice با پیش بینی محاسبه شده ما مطابقت داشته باشد که نتایج آزمایش واقعی ما را برآورده می کند.

تبریک می گویم که شما اولین مدار خود را طراحی کرده اید. اتصالات مقاومت سری

مقادیر دیگر مقاومت مانند مثال 2 و مثال 3 را امتحان کنید تا ببینید آیا محاسبات شما با نتایج واقعی زندگی مطابقت دارد یا خیر. مقادیر دیگر را نیز تمرین کنید اما مطمئن شوید که جریان شما از 0.1 آمپر = 100 میلی آمپر = 100 ، 000 آمپر بیشتر نباشد

لطفاً مرا در اینجا در دستورالعمل ها و در tinee9.com دنبال کنید