Tinee9: resistori in serie: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Livello tutorial: livello base.

Dichiarazione di non responsabilità: se sei un bambino, chiedi a un genitore/tutore di vigilare perché potresti causare un incendio se non stai attento.

Il design elettronico risale al telefono, alla lampadina, agli impianti alimentati in CA o CC, ecc. In tutta l'elettronica ci si imbatte in 3 componenti di base: resistore, condensatore, induttore.

Oggi con Tinee9 impareremo a conoscere i resistori. Non impareremo i codici colore per i resistori perché ci sono due stili di pacchetto: Thruhole e resistore SMD che hanno ciascuno il proprio codice o nessun codice.

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Passaggio 1: materiali

Materiali:

ambito

Assortimento di resistori

Computer (che può connettersi a Nscope)

LTSpice (software

Di seguito è riportato un collegamento all'assortimento di Nscope e resistori:

Kit

Passaggio 2: resistori

I resistori sono come i tubi che consentono il passaggio dell'acqua. Ma diverse dimensioni del tubo consentono a una diversa quantità di acqua di fluire attraverso di essa. Ad esempio, un grande tubo da 10 pollici consentirà a più acqua di fluire attraverso di esso rispetto a un tubo da 1 pollice. Stessa cosa con un resistore, ma al contrario. Se hai un resistore di grande valore, meno elettroni saranno in grado di fluire attraverso. Se hai un valore di resistenza basso, potresti avere più elettroni da attraversare.

Ohm è l'unità di misura di un resistore. Se vuoi conoscere la storia di come l'ohm è diventato l'unità che prende il nome dal fisico tedesco Georg Simon Ohm vai su questa wiki

Cercherò di mantenere questo semplice.

La legge di Ohm è una legge universale a cui tutto si attiene: V = I*R

V = Tensione (Energia potenziale. L'unità è Volt)

I = Corrente (in termini semplici numero di elettroni che scorrono. L'unità è Ampere)

R = Resistenza (la dimensione del tubo ma più piccola è più grande e più grande è più piccola. Se conosci la divisione, la dimensione del tubo = 1/x dove x è il valore della resistenza. L'unità è Ohm)

Passaggio 3: matematica: esempio di resistenza in serie

Quindi nell'immagine sopra c'è una schermata di un modello LTspice. LTSpice è un software che aiuta gli ingegneri elettrici e gli appassionati di hobby a progettare un circuito prima di costruirlo.

Nel mio modello, ho posizionato una sorgente di tensione (es. Batteria) sul lato sinistro con il + e - in un cerchio. Ho quindi disegnato una linea su una cosa a zig zag (questo è un resistore) con R1 sopra. Quindi ho disegnato un'altra linea su un altro resistore con R2 sopra. Ho disegnato l'ultima linea dall'altra parte della sorgente di tensione. Infine, ho posizionato un triangolo capovolto sulla riga inferiore del disegno che rappresenta Gnd o punto di riferimento del circuito.

V1 = 4,82 V (tensione rail +5V di Nscope da USB)

R1 = 2,7Kohm

R2 = 2,7Kohm

io = ? Amplificatori

Questa configurazione è chiamata circuito in serie. Quindi se vogliamo conoscere la corrente o il numero di elettroni che scorrono nel circuito aggiungiamo R1 e R2 insieme che nel nostro esempio = 5,4 Kohms

Esempio 1

Quindi V = I*R -> I = V/R -> I = V1/ (R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 Amp o 892 uAmp (sistema metrico)

Esempio 2

Per i calci cambieremo R1 a 10 Kohms Ora la risposta sarà 379 uAmps

Percorso per la risposta: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 uAmps

Esempio 3

Ultimo esempio pratico R1 = 0,1 Kohms Ora la risposta sarà 1,721 mAmp o 1721 uArmps

Percorso per la risposta: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmp -> 1,721 mAmp

Si spera che tu veda che poiché R1 nell'ultimo esempio era piccolo, la corrente o gli amplificatori erano più grandi dei due esempi precedenti. Questo aumento di corrente significa che ci sono più elettroni che fluiscono attraverso il circuito. Ora vogliamo scoprire quale sarà la tensione nel punto della sonda nell'immagine sopra. La sonda è posizionata tra R1 e R2……Come facciamo a capire la tensione lì?????

Bene, la legge di Ohm dice che la tensione in un circuito chiuso deve = 0 V. Con questa affermazione, cosa succede alla tensione dalla sorgente della batteria? Ogni resistore toglie la tensione di una certa percentuale. Poiché utilizziamo i valori dell'esempio 1 nell'esempio 4, possiamo calcolare quanta tensione viene sottratta in R1 e R2.

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

Arrotonderemo 2,4084 a 2,41 Volt

Ora sappiamo quanti volt vengono portati via da ciascun resistore. Usiamo il simbolo GND (triangolo capovolto) per dire 0 Volt. Quello che succede ora, i 4,82 Volt prodotti dalla batteria viaggiano verso R1 e R1 toglie 2,41 Volt. Il punto della sonda ora avrà 2,41 Volt che poi viaggia verso R2 e R2 toglie 2,41 Volt. Gnd ha quindi 0 Volt che viaggiano verso la batteria che quindi la batteria produce 4,82 Volt e ripete il ciclo.

Punto sonda = 2,41 Volt

Esempio 5 (useremo i valori dell'Esempio 2)

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

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 Ohm = 1,03 Volt

Punto sonda = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 Volt

Legge di Ohm = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Esempio 6 (useremo i valori dell'Esempio 3)

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

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

Tensione punto sonda = 3,1 Volt

Percorso per rispondere Punto sonda = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 Volt

Probe Point modo alternativo di calcolare la tensione: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Passaggio 4: esempio di vita reale

Se non hai mai utilizzato Nscope prima, fai riferimento a Nscope.org

Con l'Nscope ho posizionato un'estremità di un resistore da 2,7Kohm in uno slot del canale 1 e l'altra estremità nello slot del binario +5V. Ho quindi posizionato un secondo resistore su un altro slot del canale 1 e l'altra estremità sullo slot del binario GND. Fai attenzione a non far toccare le estremità del resistore sul binario +5V e sul binario GND o potresti ferire il tuo Nscope o prendere fuoco qualcosa.

Cosa succede quando si "accorcia" i binari da +5V a GND insieme, la resistenza va a 0 Ohm

I = V/R = 4,82/0 = infinito (numero molto grande)

Tradizionalmente non vogliamo che la corrente si avvicini all'infinito perché i dispositivi non sono in grado di gestire la corrente infinita e tendono a prendere fuoco. Fortunatamente Nscope ha una protezione ad alta corrente per prevenire incendi o danni al dispositivo nscope.

Passaggio 5: test di vita reale dell'esempio 1

Una volta che tutto è stato impostato, il tuo Nscope dovrebbe mostrarti il valore di 2.41 Volt come nella prima immagine sopra. (ogni linea principale sopra la scheda del canale 1 è 1 Volt e ogni linea minore è 0,2 Volt) Se rimuovi R2, il resistore che collega il canale 1 al binario GND, la linea rossa salirà a 4,82 Volt come nella prima immagine sopra.

Nella seconda immagine sopra puoi vedere che la previsione di LTSpice soddisfa la nostra previsione calcolata che soddisfa i risultati dei nostri test nella vita reale.

Congratulazioni, hai progettato il tuo primo circuito. Collegamenti del resistore di serie.

Prova altri valori di Resistenza come nell'Esempio 2 e nell'Esempio 3 per vedere se i tuoi calcoli corrispondono ai risultati della vita reale. Esercitati anche con altri valori, ma assicurati che la tua corrente non superi 0,1 Amp = 100 mAmp = 100.000 uAmp

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