Tinee9: Điện trở trong loạt: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Cấp độ hướng dẫn: Cấp độ đầu vào.

Khước từ trách nhiệm: Vui lòng có cha mẹ / người giám hộ trông coi nếu bạn là trẻ em vì bạn có thể gây ra hỏa hoạn nếu bạn không cẩn thận.

Thiết kế điện tử quay trở lại với điện thoại, bóng đèn, các nhà máy cấp nguồn AC hoặc DC, vv Trong tất cả các thiết bị điện tử, bạn sử dụng 3 thành phần cơ bản: Điện trở, Tụ điện, Cuộn cảm.

Hôm nay cùng Tinee9 chúng ta cùng tìm hiểu về điện trở nhé. Chúng ta sẽ không tìm hiểu mã màu cho điện trở vì có hai kiểu gói: Điện trở Thruhole và SMD mà mỗi kiểu đều có hoặc không có mã riêng.

Vui lòng truy cập Tinee9.com để biết các bài học khác và công nghệ thú vị.

Bước 1: Vật liệu

Vật liệu:

Nscope

Phân loại điện trở

Máy tính (có thể kết nối với Nscope)

LTSpice (phần mềm

Dưới đây là liên kết đến Phân loại Nscope và Điện trở:

Bộ dụng cụ

Bước 2: Điện trở

Điện trở giống như đường ống cho phép nước chảy qua. Nhưng kích thước đường ống khác nhau cho phép một lượng nước khác nhau chảy qua nó. Ví dụ, một ống lớn 10 inch sẽ cho phép nhiều nước chảy qua nó hơn một ống 1 inch. Điều tương tự với một điện trở, nhưng ngược lại. Nếu bạn có một điện trở giá trị lớn, thì càng ít electron có thể chạy qua. Nếu bạn có một giá trị điện trở nhỏ thì bạn có thể có nhiều điện tử hơn để chạy qua.

Ohms là đơn vị cho một điện trở. Nếu bạn muốn tìm hiểu lịch sử về cách ohm trở thành đơn vị được đặt tên theo nhà vật lý người Đức Georg Simon Ohm, hãy truy cập wiki này

Tôi sẽ cố gắng và giữ cho điều này đơn giản.

Định luật Ohm là một định luật phổ quát mà mọi thứ đều tuân theo: V = I * R

V = Điện áp (Năng lượng tiềm năng. Đơn vị là Vôn)

I = Dòng điện (Các thuật ngữ đơn giản về số lượng electron chạy qua. Đơn vị là Amps)

R = Điện trở (Kích thước ống nhưng nhỏ hơn thì lớn hơn và lớn hơn thì nhỏ hơn. Nếu bạn biết phân chia thì kích thước ống = 1 / x trong đó x là giá trị điện trở. Đơn vị là Ohms)

Bước 3: Toán học: Ví dụ về điện trở chuỗi

Vì vậy, trong Hình trên là ảnh chụp màn hình của một mô hình LTspice. LTSpice là phần mềm giúp các kỹ sư điện và những người có Sở thích thiết kế mạch điện trước khi họ chế tạo nó.

Trong mô hình của tôi, tôi đã đặt Nguồn điện áp (ví dụ: Pin) ở phía bên trái với dấu + và - trong một vòng tròn. Sau đó, tôi vẽ một đường tới một thứ zig zag (đây là một điện trở) với R1 ở trên nó. Sau đó, tôi vẽ một đường dây khác đến một điện trở khác với R2 ở trên nó. Tôi vẽ dòng cuối cùng sang phía bên kia của nguồn điện áp. Cuối cùng, tôi đặt một hình tam giác lộn ngược ở dòng dưới cùng của hình vẽ đại diện cho Gnd hoặc điểm tham chiếu của mạch.

V1 = 4,82 V (Điện áp đường ray + 5V của Nscope từ USB)

R1 = 2,7Kohms

R2 = 2,7Kohms

Tôi =? Amps

Cấu hình này được gọi là mạch nối tiếp. Vì vậy, nếu chúng ta muốn biết dòng điện hoặc số lượng electron chạy trong mạch, chúng ta thêm R1 và R2 với nhau mà trong ví dụ của chúng ta = 5,4 Kohms

ví dụ 1

Vậy V = I * R -> I = V / R -> I = V1 / (R1 + R2) -> I = 4,82 / 5400 = 0,000892 Amps hoặc 892 uAmps (hệ mét)

Ví dụ 2

Đối với kick, chúng tôi sẽ thay đổi R1 thành 10 Kohms Bây giờ câu trả lời sẽ là 379 uAmps

Đường dẫn đến câu trả lời: I = 4,82 / (10000 + 2700) = 4,82 / 12700 = 379 uAmps

Ví dụ 3

Ví dụ thực hành lần trước R1 = 0,1 Kohms Bây giờ câu trả lời sẽ là 1,721 mAmps hoặc 1721 uArmps

Đường dẫn đến câu trả lời: I = 4,82 / (100 + 2700) = 4,82 / 2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmps

Hy vọng rằng bạn thấy rằng vì R1 trong ví dụ trước là nhỏ nên dòng điện hoặc ampe lớn hơn hai ví dụ trước. Sự gia tăng dòng điện này có nghĩa là có nhiều electron chạy qua mạch hơn. Bây giờ chúng ta muốn tìm hiểu điện áp tại điểm Probe trong hình trên. Đầu dò được đặt giữa R1 và R2 …… Làm thế nào để tìm ra điện áp ở đó ?????

Đúng, định luật Ôm nói Điện áp trong một mạch kín phải = 0 V. Với phát biểu đó thì điều gì xảy ra đối với hiệu điện thế từ nguồn pin? Mỗi điện trở lấy đi hiệu điện thế một số phần trăm. Khi chúng ta sử dụng các giá trị của ví dụ 1 trong ví dụ 4, chúng ta có thể tính toán điện áp được lấy đi bao nhiêu trong R1 và R2.

Ví dụ 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 Ohms = 2,4084 Volts V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2,7 Kohms = 2,4084 V

Chúng tôi sẽ làm tròn 2,4084 đến 2,41 Volts

Bây giờ chúng ta biết bao nhiêu vôn đang bị lấy đi bởi mỗi điện trở. Chúng tôi sử dụng ký hiệu GND (Tam giác ngược) để nói 0 Volts. Điều gì xảy ra bây giờ, 4,82 Vôn được tạo ra từ pin truyền đến R1 và R1 mất 2,41 Vôn. Điểm thăm dò bây giờ sẽ có 2,41 Vôn sau đó di chuyển đến R2 và R2 lấy đi 2,41 Vôn. Sau đó Gnd có 0 Volt truyền đến pin và sau đó pin tạo ra 4,82 Volt và lặp lại chu kỳ.

Điểm thăm dò = 2,41 Volts

Ví dụ 5 (chúng tôi sẽ sử dụng các giá trị từ Ví dụ 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 Ohms = 3,79 Volts

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 Ohms = 1,03 Volts

Điểm thăm dò = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 Volts

Định luật Ôm = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Ví dụ 6 (chúng tôi sẽ sử dụng các giá trị từ Ví dụ 3)

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

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

Điện áp điểm thăm dò = 3,1 Volts

Đường dẫn đến điểm thăm dò trả lời = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 Volts

Cách tính điện áp thay thế của Probe Point: Vp = V * (R2) / (R1 + R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Bước 4: Ví dụ về cuộc sống thực

Nếu bạn chưa sử dụng Nscope trước đây, vui lòng tham khảo Nscope.org

Với Nscope, tôi đã đặt một đầu của điện trở 2,7Kohm vào khe Kênh 1 và đầu kia trên khe đường ray + 5V. Sau đó, tôi đặt một điện trở thứ hai trên một khe Channel 1 khác và đầu kia trên khe GND rail. Hãy cẩn thận để không để các đầu của điện trở chạm vào thanh + 5V và thanh GND, nếu không bạn có thể làm tổn thương Nscope của mình hoặc bắt lửa.

Điều gì sẽ xảy ra khi bạn 'rút ngắn' + 5V đến GND nối với nhau, điện trở xuống 0 Ohms

I = V / R = 4,82 / 0 = vô cực (số rất lớn)

Theo truyền thống, chúng ta không muốn dòng điện tiến gần đến vô cực vì các thiết bị không thể xử lý dòng điện vô hạn và có xu hướng bốc cháy. May mắn thay, Nscope có khả năng bảo vệ dòng điện cao để hy vọng ngăn ngừa hỏa hoạn hoặc hư hỏng thiết bị nscope.

Bước 5: Kiểm tra cuộc sống thực của ví dụ 1

Sau khi thiết lập xong, Nscope của bạn sẽ hiển thị cho bạn giá trị 2,41 Volts như hình đầu tiên ở trên. (mỗi dòng chính trên tab kênh 1 là 1 Volts và mỗi dòng phụ là 0,2 Volts) Nếu bạn loại bỏ R2, điện trở kết nối Kênh 1 với đường sắt GND, đường màu đỏ sẽ tăng lên 4,82 Volts như trong hình đầu tiên ở trên.

Trong hình thứ hai ở trên, bạn có thể thấy dự đoán LTSpice đáp ứng dự đoán được tính toán của chúng tôi đáp ứng kết quả kiểm tra thực tế của chúng tôi.

Xin chúc mừng bạn đã thiết kế mạch đầu tiên của mình. Các kết nối điện trở nối tiếp.

Hãy thử các giá trị khác của Điện trở như trong Ví dụ 2 và Ví dụ 3 để xem các phép tính của bạn có khớp với kết quả thực tế không. Cũng thực hành các giá trị khác nhưng đảm bảo rằng dòng điện của bạn không vượt quá 0,1 Amps = 100 mAmps = 100, 000 uAmps

Vui lòng theo dõi tôi tại đây trên các tài liệu hướng dẫn và tại tinee9.com