Các phép tính quan trọng trong điện tử: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Sách hướng dẫn này có ý định liệt kê một số tính toán quan trọng mà các kỹ sư / nhà sản xuất điện tử cần phải biết. Thành thật mà nói, có rất nhiều công thức có thể phù hợp với thể loại này. Vì vậy, tôi đã giới hạn chỉ có thể hướng dẫn này cho các công thức cơ bản.

Đối với hầu hết các công thức được liệt kê, tôi cũng đã thêm liên kết đến các máy tính trực tuyến có thể giúp bạn thực hiện các phép tính này một cách dễ dàng khi nó trở nên phức tạp và tốn thời gian.

Bước 1: Máy tính thời lượng pin

Khi cấp nguồn cho các dự án sử dụng pin, điều cần thiết là chúng ta phải biết thời lượng dự kiến mà pin có thể cung cấp năng lượng cho mạch / thiết bị của bạn. Điều này rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của pin và ngăn ngừa sự cố không mong muốn cho dự án của bạn. Có hai công thức quan trọng liên quan đến điều này.

Thời lượng tối đa pin có thể cung cấp năng lượng cho tải

Thời lượng pin = Dung lượng pin (mAh hoặc Ah) / Dòng tải (mA hoặc A)

Tỷ lệ tải lấy dòng điện từ pin

Tốc độ xả C = Dòng tải (mA hoặc A) / Dung lượng pin (mAh hoặc Ah)

Tốc độ phóng điện là một thông số quan trọng quyết định lượng dòng điện mà một mạch có thể hút một cách an toàn từ pin. Điều này thường được đánh dấu trong pin hoặc sẽ được đưa ra trong biểu dữ liệu của nó.

Thí dụ:

Dung lượng pin = 2000mAh, Dòng tải = 500mA

Tuổi thọ pin = 2000mAh / 500mA = 4 giờ

Tốc độ phóng điện C = 500mA / 2000mAh = 0,25 C

Đây là một máy tính trực tuyến về thời lượng pin.

Bước 2: Tiêu tán công suất bộ điều chỉnh tuyến tính

Bộ điều chỉnh tuyến tính được sử dụng khi chúng ta cần một điện áp cố định để cấp nguồn cho mạch hoặc thiết bị. Một số bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính phổ biến là dòng 78xx (7805, 7809, 7812, v.v.). Bộ điều chỉnh tuyến tính này hoạt động bằng cách giảm điện áp đầu vào và tạo ra điện áp đầu ra ổn định ở đầu ra. Sự tiêu tán công suất trong các bộ điều chỉnh tuyến tính này thường bị bỏ qua. Biết được công suất tiêu tán là khá quan trọng nên các nhà thiết kế có thể sử dụng các bộ tản nhiệt để bù đắp cho việc tiêu hao công suất cao. Điều này có thể được tính bằng công thức dưới đây

Công suất tiêu tán được cho bởi công thức

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Để tính toán dòng điện đầu ra

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Thí dụ:

Điện áp đầu vào - 9V, Điện áp đầu ra - 5V, Đầu ra hiện tại -1A Kết quả

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4Watts

Máy tính trực tuyến để tiêu tán công suất bộ điều chỉnh tuyến tính.

Bước 3: Máy tính phân chia điện áp

Bộ chia điện áp được sử dụng để chia điện áp đến cho các mức điện áp mong muốn. Điều này rất hữu ích để tạo ra điện áp tham chiếu trong mạch. Bộ chia điện áp thường được chế tạo bằng cách sử dụng ít nhất hai điện trở. Tìm hiểu thêm về cách hoạt động của bộ chia điện áp. Công thức được sử dụng với bộ chia điện áp là

Để xác định điện áp đầu ra Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Để xác định R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

Để xác định R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Để xác định điện áp đầu vào Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Thí dụ:

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

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

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

=0.118

= 0,12 V

Bước 4: Máy tính thời gian RC

Mạch RC được sử dụng để tạo ra độ trễ thời gian trong nhiều mạch. Điều này là do hoạt động của điện trở ảnh hưởng đến dòng sạc chạy đến tụ điện. Điện trở và điện dung càng lớn, càng mất nhiều thời gian để tụ điện tích điện và điều này sẽ được biểu thị là độ trễ. Điều này có thể được tính bằng công thức.

Để xác định thời gian tính bằng giây

T = RC

Để xác định R

R = T / C

Để xác định C

C = T / R

Thí dụ:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10 ^ -6

T = 0,1ms

Hãy thử máy tính trực tuyến không đổi thời gian RC này.

Bước 5: Điện trở LED

Đèn LED khá phổ biến là mạch điện tử. Ngoài ra, đèn LED thường sẽ được sử dụng với điện trở nối tiếp giới hạn hiện tại để ngăn chặn dòng quá mức làm hỏng dòng. Đây là công thức được sử dụng để tính toán giá trị điện trở nối tiếp được sử dụng với đèn LED

R = (Vs - Vf) / Nếu

Thí dụ

Nếu bạn đang sử dụng LED với Vf = 2.5V, If = 30mA và Điện áp đầu vào Vs = 5V. Khi đó, điện trở sẽ là

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

= 2,5V / 30mA

= 83Ohm

Bước 6: Bộ điều khiển đa vi mạch linh hoạt và đơn ổn sử dụng IC 555

555 IC là một chip đa năng có nhiều ứng dụng. Ngay từ việc tạo sóng vuông, điều chế, trễ thời gian, kích hoạt thiết bị, 555 đều có thể làm được. Astable và Monostable là hai chế độ thường được sử dụng khi nói đến 555.

Bộ điều khiển đa sóng linh hoạt - Nó tạo ra xung sóng vuông ở đầu ra với tần số cố định. Tần số này được quyết định bởi điện trở và tụ điện được sử dụng với nó.

Với các giá trị RA, RC và C cho trước. Tần suất và chu kỳ nhiệm vụ có thể được tính bằng công thức dưới đây

Tần số = 1,44 / ((RA + 2RB) C)

Chu kỳ làm việc = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Sử dụng các giá trị RA, RC và F, điện dung có thể được tính theo công thức dưới đây

Tụ điện = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Thí dụ:

Điện trở RA = 10 kohm, Điện trở RB = 15 kohm, Điện dung C = 100 microfarads

Tần số = 1,44 / ((RA + 2RB) * c)

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

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

= 0,36 Hz

Chu kỳ làm việc = (RA + RB) / (RA + 2RB)

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

= (25k) / (40k)

=62.5 %

Multivibrator đơn nhất

Ở chế độ này, IC 555 sẽ tạo ra tín hiệu cao trong một khoảng thời gian nhất định khi đầu vào kích hoạt ở mức thấp. Nó được sử dụng để tạo ra độ trễ thời gian.

Với R và C đã cho, chúng ta có thể tính toán Thời gian trễ bằng công thức dưới đây

T = 1,1 x R x C

Để xác định R

R = T / (C x 1,1)

Để xác định C

C = T / (1,1 x R)

Thí dụ:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C

= 1,1 x 100k x10uF

= 0,11 giây

Đây là máy tính trực tuyến cho máy tính đa vi mạch Astable và máy tính đa vi mạch đơn lẻ

Bước 7: Điện trở, điện áp, dòng điện và công suất (RVCP)

Chúng ta sẽ bắt đầu từ những điều cơ bản. Nếu bạn được làm quen với thiết bị điện tử, bạn có thể biết sự thật là Điện trở, Điện áp, Dòng điện và Công suất đều có mối quan hệ với nhau. Thay đổi một trong các giá trị trên sẽ làm thay đổi các giá trị khác. Công thức cho phép tính này là

Để xác định điện áp V = IR

Để xác định dòng điện I = V / R

Để xác định điện trở R = V / I

Để tính công suất P = VI

Thí dụ:

Hãy xem xét các giá trị dưới đây

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10 ^ -3

= 1,6V

Sau đó, sức mạnh sẽ được

P = V x I

= 1,6 x 32 x10 ^ -3

= 0,0512Watts

Đây là một máy tính định luật Ohms trực tuyến để tính toán Điện trở, Điện áp, Dòng điện và Công suất.

Tôi sẽ cập nhật Có thể hướng dẫn này với nhiều công thức hơn.

Hãy để lại nhận xét và đề xuất của bạn bên dưới và giúp tôi thêm nhiều công thức hơn vào Tài liệu hướng dẫn này.