Tinee9: Widerstände in Reihe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Tutorial-Level: Einstiegslevel.

Haftungsausschluss: Bitte haben Sie einen Elternteil/Erziehungsberechtigten, der aufpasst, wenn Sie ein Kind sind, da Sie einen Brand verursachen können, wenn Sie nicht aufpassen.

Elektronisches Design geht weit zurück auf das Telefon, die Glühbirne, mit Wechselstrom oder Gleichstrom betriebene Anlagen usw. In der gesamten Elektronik gibt es 3 Grundkomponenten: Widerstand, Kondensator, Induktivität.

Heute werden wir mit Tinee9 etwas über Widerstände lernen. Wir werden keine Farbcodes für Widerstände lernen, da es zwei Gehäusetypen gibt: Thruhole und SMD-Widerstände, die jeweils eigene oder keine Codes haben.

Bitte besuchen Sie Tinee9.com für weitere Lektionen und coole Technologien.

Schritt 1: Materialien

Materialien:

Nscope

Widerstandssortiment

Computer (der sich mit Nscope verbinden kann)

LTSpice (Software

Unten ist ein Link zum Nscope- und Widerstandssortiment:

Bausatz

Schritt 2: Widerstände

Widerstände sind wie Rohre, durch die Wasser fließen kann. Durch unterschiedliche Rohrgrößen kann jedoch eine unterschiedliche Wassermenge hindurchfließen. Beispiel: Ein großes 10-Zoll-Rohr lässt mehr Wasser durch als ein 1-Zoll-Rohr. Das gleiche mit einem Widerstand, aber umgekehrt. Wenn Sie einen großen Widerstand haben, können weniger Elektronen durchfließen. Wenn Sie einen kleinen Widerstandswert haben, müssen möglicherweise mehr Elektronen durchfließen.

Ohm ist die Einheit für einen Widerstand. Wenn Sie mehr über die Geschichte erfahren möchten, wie aus dem Ohm die nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm benannte Einheit wurde, gehen Sie zu diesem Wiki

Ich werde versuchen, es einfach zu halten.

Das Ohmsche Gesetz ist ein universelles Gesetz, an das sich alles hält: V = I*R

V = Spannung (Potenzielle Energie. Einheit ist Volt)

I = Strom (Einfach ausgedrückt: Anzahl der fließenden Elektronen. Einheit ist Ampere)

R = Widerstand (Rohrgröße, aber kleiner ist größer und größer ist kleiner. Wenn Sie die Teilung kennen, dann Rohrgröße = 1/x wobei x der Widerstandswert ist. Einheit ist Ohm)

Schritt 3: Mathematik: Beispiel für Serienwiderstand

Im obigen Bild ist also ein Screenshot eines LTspice-Modells. LTSpice ist eine Software, die Elektroingenieuren und Hobby-Mitarbeitern hilft, eine Schaltung zu entwerfen, bevor sie sie bauen.

In meinem Modell habe ich eine Spannungsquelle (zB Batterie) auf der linken Seite mit dem + und - in einem Kreis platziert. Ich habe dann eine Linie zu einem Zick-Zack-Ding (dies ist ein Widerstand) mit R1 darüber gezogen. Dann zog ich eine weitere Linie zu einem anderen Widerstand mit R2 darüber. Ich habe die letzte Linie auf die andere Seite der Spannungsquelle gezogen. Schließlich habe ich ein umgedrehtes Dreieck auf die untere Linie der Zeichnung gelegt, das Gnd oder den Bezugspunkt der Schaltung darstellt.

V1 = 4,82 V (Nscopes +5V-Schienenspannung von USB)

R1 = 2,7KOhm

R2 = 2,7KOhm

ich = ? Ampere

Diese Konfiguration wird als Reihenschaltung bezeichnet. Wenn wir also den Strom oder die Anzahl der im Stromkreis fließenden Elektronen wissen wollen, addieren wir R1 und R2 zusammen, was in unserem Beispiel = 5,4 Kohm

Beispiel 1

Also V = I*R -> I = V/R -> I = V1/ (R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 Ampere oder 892 µAmps (metrisches System)

Beispiel 2

Für Kicks werden wir R1 auf 10 Kohms ändern Jetzt wird die Antwort 379 uAmps sein

Pfad zur Antwort: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 uA

Beispiel 3

Letztes Übungsbeispiel R1 = 0,1 Kohm Jetzt lautet die Antwort 1,721 mAamps oder 1721 uArmps

Pfad zur Antwort: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uA -> 1,721 mA

Hoffentlich sehen Sie, dass, da R1 im letzten Beispiel klein war, der Strom oder die Ampere größer waren als in den beiden vorherigen Beispielen. Dieser Anstieg des Stroms bedeutet, dass mehr Elektronen durch den Stromkreis fließen. Jetzt möchten wir herausfinden, wie hoch die Spannung am Sondenpunkt im obigen Bild sein wird. Die Sonde befindet sich zwischen R1 und R2……Wie ermitteln wir die Spannung dort????

Nun, das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Spannung in einem geschlossenen Stromkreis = 0 V sein muss. Was passiert dann mit dieser Aussage mit der Spannung von der Batteriequelle? Jeder Widerstand nimmt die Spannung um einen bestimmten Prozentsatz ab. Da wir in Beispiel 4 die Werte von Beispiel 1 verwenden, können wir berechnen, wie viel Spannung in R1 und R2 entnommen wird.

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

Wir werden 2,4084 auf 2,41 Volt runden

Jetzt wissen wir, wie viel Volt von jedem Widerstand weggenommen werden. Wir verwenden das GND-Symbol (Umgedrehtes Dreieck), um 0 Volt zu sagen. Was jetzt passiert, die von der Batterie erzeugten 4,82 Volt wandern zu R1 und R1 nimmt 2,41 Volt weg. Der Sondenpunkt hat jetzt 2,41 Volt, die dann zu R2 wandern und R2 2,41 Volt wegnimmt. Masse hat dann 0 Volt, die zur Batterie wandern, die dann 4,82 Volt erzeugt und den Zyklus wiederholt.

Sondenpunkt = 2,41 Volt

Beispiel 5 (wir verwenden Werte aus Beispiel 2)

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

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

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

Ohmsches Gesetz = V - V1 - V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Beispiel 6 (wir verwenden Werte aus Beispiel 3)

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

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

Sondenpunktspannung = 3,1 Volt

Pfad zum Antwortsondenpunkt = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 Volt

Sondenpunkt alternative Methode zur Spannungsberechnung: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Schritt 4: Beispiel aus dem echten Leben

Wenn Sie Nscope noch nicht verwendet haben, besuchen Sie bitte Nscope.org

Mit dem Nscope habe ich ein Ende eines 2,7-Kohm-Widerstands in einen Kanal-1-Steckplatz und das andere Ende auf den +5V-Schienensteckplatz gelegt. Ich habe dann einen zweiten Widerstand auf einen anderen Kanal-1-Steckplatz und das andere Ende auf den GND-Schienensteckplatz gelegt. Achten Sie darauf, dass sich die Enden des Widerstands nicht an der +5V-Schiene und der GND-Schiene berühren, da Sie sonst Ihr Nscope verletzen oder etwas in Brand stecken können.

Was passiert, wenn Sie +5V mit GND-Schienen kurzschließen, geht der Widerstand auf 0 Ohm

I = V/R = 4,82/0 = unendlich (sehr große Zahl)

Traditionell möchten wir nicht, dass sich der Strom der Unendlichkeit nähert, da Geräte nicht mit unendlichem Strom umgehen können und dazu neigen, Feuer zu fangen. Glücklicherweise verfügt Nscope über einen Hochstromschutz, um hoffentlich Brände oder Schäden am nscope-Gerät zu verhindern.

Schritt 5: Real-Life-Test von Beispiel 1

Sobald alles eingerichtet ist, sollte Ihr Nscope Ihnen den Wert von 2,41 Volt wie im ersten Bild oben anzeigen. (Jede Hauptleitung über der Registerkarte von Kanal 1 beträgt 1 Volt und jede Nebenleitung beträgt 0,2 Volt) Wenn Sie R2 entfernen, den Widerstand, der Kanal 1 mit der GND-Schiene verbindet, steigt die rote Linie auf 4,82 Volt wie im ersten Bild oben.

Im zweiten Bild oben sehen Sie, wie die LTSpice-Vorhersage unserer berechneten Vorhersage entspricht, die unseren realen Testergebnissen entspricht.

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben Ihre erste Schaltung entworfen. Reihenwiderstandsanschlüsse.

Probieren Sie andere Widerstandswerte wie in Beispiel 2 und Beispiel 3 aus, um zu sehen, ob Ihre Berechnungen mit realen Ergebnissen übereinstimmen. Üben Sie auch andere Werte, aber stellen Sie sicher, dass Ihr Strom 0,1 A = 100 mA = 100 000 uA nicht überschreitet

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