Calcoli importanti in elettronica: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Questo Instructable intende elencare alcuni dei calcoli importanti di cui gli ingegneri/produttori elettronici devono essere a conoscenza. Francamente ci sono molte formule che possono rientrare in questa categoria. Quindi ho limitato questo Instructable solo alle formule di base.

Per la maggior parte delle formule elencate ho anche aggiunto il collegamento ai calcolatori online che possono aiutarti a eseguire questi calcoli con facilità quando diventa ingombrante e richiede tempo.

Passaggio 1: Calcolatore della durata della batteria

Quando si alimentano progetti utilizzando batterie, è essenziale conoscere la durata prevista che una batteria può alimentare il circuito/dispositivo. Questo è importante per prolungare la durata della batteria e prevenire guasti imprevisti del progetto. Ci sono due formule importanti associate a questo.

Durata massima che una batteria può alimentare un carico

Durata della batteria = Capacità della batteria (mAh o Ah) / Corrente di carico (mA o A)

Velocità con cui il carico assorbe corrente dalla batteria

Velocità di scarica C = Corrente di carico (mA o A) / Capacità della batteria (mAh o Ah)

La velocità di scarica è un parametro importante che decide quanta corrente un circuito può prelevare in sicurezza da una batteria. Questo di solito è contrassegnato nella batteria o viene fornito nella sua scheda tecnica.

Esempio:

Capacità della batteria = 2000 mAh, corrente di carico = 500 mA

Durata della batteria = 2000 mAh / 500 mA = 4 ore

Velocità di scarica C = 500 mA/2000 mAh = 0,25 C

Ecco un calcolatore online della durata della batteria.

Passaggio 2: dissipazione della potenza del regolatore lineare

I regolatori lineari vengono utilizzati quando è necessaria una tensione fissa per alimentare un circuito o un dispositivo. Alcuni dei più diffusi regolatori di tensione lineari sono serie 78xx (7805, 7809, 7812 e così via). Questi regolatori lineari funzionano abbassando la tensione di ingresso e forniscono una tensione di uscita costante in uscita. La dissipazione di potenza in questi regolatori lineari è spesso trascurata. Conoscere la potenza dissipata è molto importante in modo che i progettisti possano utilizzare i dissipatori di calore per compensare l'elevata dissipazione di potenza. Questo può essere calcolato utilizzando la formula seguente

La dissipazione di potenza è data dalla formula

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Per calcolare la corrente di uscita

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Esempio:

Tensione in ingresso - 9V, Tensione in uscita - 5V, Uscita in corrente -1A Risultato

PD= (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 Watt

Calcolatore online per la dissipazione di potenza del regolatore lineare.

Passaggio 3: calcolatore del divisore di tensione

I divisori di tensione vengono utilizzati per dividere le tensioni in ingresso ai livelli di tensione desiderati. Questo è molto utile per produrre tensioni di riferimento nei circuiti. Il partitore di tensione è generalmente costruito utilizzando almeno due resistori. Scopri di più su come funzionano i divisori di tensione. La formula utilizzata con i divisori di tensione è

Per determinare la tensione di uscita Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Per determinare R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

Per determinare R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Per determinare la tensione di ingresso Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Esempio:

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

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

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

=0.118

=0,12 V

Passaggio 4: Calcolatrice tempi RC

I circuiti RC vengono utilizzati per generare ritardi temporali in molti circuiti. Ciò è dovuto all'azione del resistore che influenza la corrente di carica che fluisce verso il condensatore. Maggiore è la resistenza e la capacità, più tempo impiega il condensatore per caricarsi e questo verrà mostrato come ritardo. Questo può essere calcolato utilizzando la formula.

Per determinare il tempo in secondi

T = RC

Per determinare R

R = T / C

Per determinare C

C = T / R

Esempio:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Prova questo calcolatore online della costante di tempo RC.

Passaggio 5: resistenza LED

I LED sono abbastanza comuni nei circuiti elettronici. Inoltre, i LED verranno spesso utilizzati con resistori in serie di limitazione della corrente per evitare danni al flusso di corrente in eccesso. Questa è la formula utilizzata per calcolare il valore del resistore in serie utilizzato con il LED

R = (Vs - Vf) / Se

Esempio

Se stai usando LED con Vf = 2,5 V, If = 30 mA e Tensione di ingresso Vs = 5 V. Allora il resistore sarà

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

= 2,5 V / 30 mA

= 83Ohm

Passaggio 6: multivibratore astabile e monostabile utilizzando IC 555

555 IC è un chip versatile che ha un'ampia gamma di applicazioni. Fin dalla generazione di onde quadre, modulazione, ritardi, attivazione del dispositivo, 555 può fare tutto. Astable e Monostable sono due modalità comunemente usate quando si tratta di 555.

Multivibratore astabile - Produce impulsi ad onda quadra in uscita con frequenza fissa. Questa frequenza è decisa dai resistori e dai condensatori utilizzati con essa.

Con valori RA, RC e C dati. La frequenza e il ciclo di lavoro possono essere calcolati utilizzando la formula seguente

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

Ciclo di lavoro = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Utilizzando i valori RA, RC e F, la capacità può essere calcolata utilizzando la formula seguente

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

Esempio:

Resistenza RA = 10 kohm, Resistenza RB = 15 kohm, Capacità C = 100 microfarad

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

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

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

= 0,36 Hz

Ciclo di lavoro =(RA+RB)/(RA+2RB)

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

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Multivibratore monostabile

In questa modalità, l'IC 555 produrrà un segnale alto per un certo periodo di tempo quando l'ingresso del trigger diventa basso. Viene utilizzato per generare ritardi temporali.

Con dati R e C, possiamo calcolare il ritardo utilizzando la formula seguente

T = 1,1 x R x C

Per determinare R

R = V / (C x 1,1)

Per determinare C

C = T / (1,1 x R)

Esempio:

R=100k, C=10uF

T=1,1 x R x C

=1.1 x 100k x10uF

=0.11sec

Ecco il calcolatore online per il multivibratore Astable e il multivibratore monostabile

Passaggio 7: resistenza, tensione, corrente e potenza (RVCP)

Inizieremo dalle basi. Se sei stato introdotto all'elettronica potresti aver saputo che Resistenza, Tensione, Corrente e Potenza sono tutte correlate. La modifica di uno dei precedenti modificherà gli altri valori. La formula per questo calcolo è

Per determinare la tensione V = IR

Per determinare la corrente I = V / R

Per determinare la resistenza R = V / I

Per calcolare la potenza P = VI

Esempio:

Consideriamo i seguenti valori

R=50 V, I=32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1,6V

Allora il potere sarà

P=V x I

=1.6 x 32 x10^-3

=0,0512 Watt

Ecco un calcolatore di legge Ohm online per calcolare resistenza, tensione, corrente e potenza.

Aggiornerò questo Instructable con più formule.

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