Wichtige Berechnungen in der Elektronik - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dieses Instructable soll einige der wichtigen Berechnungen in Elektronikingenieuren / Herstellern auflisten, die Sie kennen müssen. Ehrlich gesagt gibt es viele Formeln, die in diese Kategorie passen. Also habe ich dieses Instructable nur auf grundlegende Formeln beschränkt.

Für die meisten der aufgeführten Formeln habe ich auch Links zu Online-Rechnern hinzugefügt, die Ihnen helfen können, diese Berechnungen mit Leichtigkeit durchzuführen, wenn es umständlich und zeitaufwändig wird.

Schritt 1: Rechner für die Akkulaufzeit

Bei der Stromversorgung von Projekten mit Batterien ist es wichtig, dass wir die voraussichtliche Dauer kennen, über die eine Batterie Ihre Schaltung/Ihr Gerät mit Strom versorgen kann. Dies ist wichtig, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern und einen unerwarteten Ausfall Ihres Projekts zu verhindern. Damit verbunden sind zwei wichtige Formeln.

Maximale Dauer, die eine Batterie eine Last versorgen kann

Batterielebensdauer = Batteriekapazität (mAh oder Ah) / Laststrom (mA oder A)

Rate, mit der die Last Strom aus der Batterie zieht

Entladerate C = Laststrom (mA oder A) / Batteriekapazität (mAh oder Ah)

Die Entladerate ist ein wichtiger Parameter, der entscheidet, wie viel Strom ein Stromkreis sicher aus einer Batterie ziehen kann. Dies ist normalerweise in der Batterie gekennzeichnet oder wird in deren Datenblatt angegeben.

Beispiel:

Batteriekapazität = 2000mAh, Laststrom = 500mA

Akkulaufzeit = 2000mAh / 500mA = 4 Stunden

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

Hier ist ein Online-Rechner für die Akkulaufzeit.

Schritt 2: Verlustleistung des Linearreglers

Linearregler werden verwendet, wenn wir eine feste Spannung benötigen, um eine Schaltung oder ein Gerät mit Strom zu versorgen. Einige der beliebten linearen Spannungsregler sind die 78xx-Serie (7805, 7809, 7812 usw.). Diese Linearregler arbeiten durch Absenken der Eingangsspannung und geben eine konstante Ausgangsspannung am Ausgang. Die Verlustleistung dieser Linearregler wird oft übersehen. Die Kenntnis der Verlustleistung ist sehr wichtig, damit Designer Kühlkörper verwenden können, um die hohe Verlustleistung zu kompensieren. Dies kann mit der folgenden Formel berechnet werden

Die Verlustleistung ergibt sich aus der Formel

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Um den Ausgangsstrom zu berechnen

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Beispiel:

Eingangsspannung - 9V, Ausgangsspannung - 5V, Stromausgang -1A Ergebnis

PD= (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 Watt

Online-Rechner für die Verlustleistung von Linearreglern.

Schritt 3: Spannungsteiler-Rechner

Spannungsteiler werden verwendet, um die eingehenden Spannungen auf gewünschte Spannungspegel aufzuteilen. Dies ist sehr nützlich, um Referenzspannungen in Schaltkreisen zu erzeugen. Spannungsteiler werden im Allgemeinen mit mindestens zwei Widerständen aufgebaut. Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Spannungsteilern. Die bei Spannungsteilern verwendete Formel lautet

Zur Ermittlung der Ausgangsspannung Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Zur Bestimmung von R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

Zur Bestimmung von R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Zur Bestimmung der Eingangsspannung Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Beispiel:

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

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

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

=0.118

=0,12 V

Schritt 4: RC-Timing-Rechner

RC-Schaltungen werden verwendet, um in vielen Schaltungen Zeitverzögerungen zu erzeugen. Dies ist auf die Wirkung des Widerstands zurückzuführen, der den Ladestrom beeinflusst, der zum Kondensator fließt. Je größer der Widerstand und die Kapazität, desto länger dauert das Aufladen des Kondensators und dies wird als Verzögerung angezeigt. Dies kann mit der Formel berechnet werden.

So bestimmen Sie die Zeit in Sekunden

T = RC

Um R. zu bestimmen

R = T / C

Um C. zu bestimmen

C = T / R

Beispiel:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Probieren Sie diesen Online-Rechner für die RC-Zeitkonstante aus.

Schritt 5: LED-Widerstand

LEDs sind in elektronischen Schaltungen weit verbreitet. Auch LEDs werden oft mit strombegrenzenden Serienwiderständen verwendet, um Schäden durch übermäßigen Stromfluss zu verhindern. Dies ist die Formel, die verwendet wird, um den Serienwiderstandswert zu berechnen, der mit LED verwendet wird

R = (Vs - Vf) / Wenn

Beispiel

Wenn Sie LED mit Vf = 2.5V, If = 30mA und Eingangsspannung Vs = 5V verwenden. Dann ist der Widerstand

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

= 2,5V / 30mA

= 83Ohm

Schritt 6: Astabiler und monostabiler Multivibrator mit IC 555

555 IC ist ein vielseitiger Chip mit einem breiten Anwendungsspektrum. Von der Erzeugung von Rechteckwellen, Modulation, Zeitverzögerungen und Geräteaktivierung kann 555 alles tun. Astable und Monostable sind zwei häufig verwendete Modi, wenn es um 555 geht.

Astabiler Multivibrator - Er erzeugt Rechteckwellenimpulse als Ausgang mit fester Frequenz. Diese Frequenz wird durch die damit verwendeten Widerstände und Kondensatoren bestimmt.

Mit gegebenen RA-, RC- und C-Werten. Frequenz und Einschaltdauer können mit der folgenden Formel berechnet werden

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

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

Unter Verwendung von RA-, RC- und F-Werten kann die Kapazität mit der folgenden Formel berechnet werden

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

Beispiel:

Widerstand RA = 10 kOhm, Widerstand RB = 15 kOhm, Kapazität C = 100 Mikrofarad

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

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

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

= 0,36 Hz

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

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

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabiler Multivibrator

In diesem Modus erzeugt IC 555 für eine bestimmte Zeit ein High-Signal, wenn der Triggereingang auf Low geht. Es wird verwendet, um Zeitverzögerungen zu erzeugen.

Mit gegebenem R und C können wir die Zeitverzögerung mit der folgenden Formel berechnen

T = 1,1 x R x C

Um R. zu bestimmen

R = T / (C x 1,1)

Um C. zu bestimmen

C = T / (1,1 x R)

Beispiel:

R=100k, C=10uF

T=1,1 x R x C

= 1,1 x 100k x 10uF

=0,11s

Hier ist der Online-Rechner für den Astabilen Multivibrator und den Monostabilen Multivibrator

Schritt 7: Widerstand, Spannung, Strom und Leistung (RVCP)

Wir beginnen mit den Grundlagen. Wenn Sie sich mit Elektronik vertraut gemacht haben, haben Sie vielleicht die Tatsache gewusst, dass Widerstand, Spannung, Strom und Leistung alle miteinander verbunden sind. Wenn Sie einen der obigen Werte ändern, werden andere Werte geändert. Die Formel für diese Berechnung lautet

Zur Ermittlung der Spannung V = IR

Zur Bestimmung des Stroms I = V / R

Zur Bestimmung des Widerstandes R = V / I

Zur Berechnung der Leistung P = VI

Beispiel:

Betrachten wir die folgenden Werte

R=50 V, I=32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1,6V

Dann wird die Macht sein

P=V x I

= 1,6 x 32 x 10^-3

= 0,0512 Watt

Hier ist ein Online-Rechner für das Ohmsche Gesetz, um Widerstand, Spannung, Strom und Leistung zu berechnen.

Ich werde dieses Instructable mit mehr Formeln aktualisieren.

Hinterlassen Sie Ihre Kommentare und Vorschläge unten und helfen Sie mir, diesem Instructable weitere Formeln hinzuzufügen.