Tinee9: Weerstanden in serie: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Zelfstudieniveau: instapniveau.

Disclaimer: laat een ouder/voogd in de gaten houden als je een kind bent, want je kunt brand veroorzaken als je niet voorzichtig bent.

Elektronisch ontwerp gaat ver terug naar de telefoon, gloeilamp, elektrische centrales in AC of DC, enz. In alle elektronica kom je 3 basiscomponenten tegen: weerstand, condensator, inductor.

Vandaag gaan we met Tinee9 leren over weerstanden. We zullen geen kleurcodes voor weerstanden leren omdat er twee pakketstijlen zijn: Thruhole en SMD-weerstand die elk hun eigen of geen codes hebben.

Ga naar Tinee9.com voor andere lessen en coole technologie.

Stap 1: Materialen

Materialen:

Nscope

Weerstandsassortiment

Computer (die verbinding kan maken met Nscope)

LTSpice (software)

Hieronder vindt u een link naar het Nscope- en weerstandsassortiment:

Kit

Stap 2: Weerstanden

Weerstanden zijn als buizen waar water doorheen kan stromen. Maar door verschillende buismaten kan er een andere hoeveelheid water doorheen stromen. Voorbeeld: een grote leiding van 10 inch laat meer water door dan een leiding van 1 inch. Hetzelfde met een weerstand, maar dan omgekeerd. Als je een weerstand met een grote waarde hebt, hoe minder elektronen er doorheen kunnen stromen. Als je een kleine weerstandswaarde hebt, heb je mogelijk meer elektronen om doorheen te stromen.

Ohm is de eenheid voor een weerstand. Als je de geschiedenis wilt weten van hoe de ohm de eenheid werd die genoemd is naar de Duitse natuurkundige Georg Simon Ohm, ga dan naar deze wiki

Ik zal proberen dit simpel te houden.

De wet van Ohm is een universele wet waaraan alles zich houdt: V = I*R

V = Spanning (potentiële energie. Eenheid is Volt)

I = Stroom (eenvoudige termen aantal stromende elektronen. Eenheid is Ampère)

R = Weerstand (leidingmaat maar kleiner is groter en groter is kleiner. Als je de verdeling kent, dan is leidingmaat = 1/x waarbij x de weerstandswaarde is. Eenheid is Ohm)

Stap 3: Wiskunde: Voorbeeld van serieweerstand

Dus in de bovenstaande afbeelding is een schermafbeelding van een LTspice-model. LTSpice is software die elektrotechnici en hobbymensen helpt bij het ontwerpen van een circuit voordat ze het bouwen.

In mijn model heb ik een spanningsbron (bijv. batterij) aan de linkerkant geplaatst met de + en - in een cirkel. Ik trok toen een lijn naar een zigzagding (dit is een weerstand) met R1 erboven. Toen trok ik nog een lijn naar een andere weerstand met R2 erboven. Ik trok de laatste lijn naar de andere kant van de spanningsbron. Ten slotte plaatste ik een omgekeerde driehoek op de onderste regel van de tekening die Gnd of referentiepunt van het circuit vertegenwoordigt.

V1 = 4,82 V (Nscope's +5V railspanning van USB)

R1 = 2,7Kohm

R2 = 2,7Kohm

ik =? versterkers

Deze configuratie wordt een serieschakeling genoemd. Dus als we de stroom of het aantal elektronen dat in het circuit stroomt willen weten, tellen we R1 en R2 bij elkaar op, wat in ons voorbeeld = 5,4 Kohms

voorbeeld 1

Dus V = I*R -> I = V/R -> I = V1/ (R1+R2) -> I = 4.82/5400 = 0.000892 Ampère of 892 uAmps (metrisch systeem)

Voorbeeld 2

Voor kicks gaan we R1 veranderen in 10 Kohms Nu is het antwoord 379 uAmps

Pad naar antwoord: I = 4.82/(10000+2700) = 4.82/12700 = 379 uAmps

Voorbeeld 3

Laatste oefenvoorbeeld R1 = 0.1 Kohms Nu is het antwoord 1.721 mAmps of 1721 uArmps

Pad naar antwoord: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmps

Hopelijk zie je dat sinds R1 in het laatste voorbeeld klein was, de stroom of versterkers groter waren dan de vorige twee voorbeelden. Deze toename in stroom betekent dat er meer elektronen door het circuit stromen. Nu willen we weten wat de spanning zal zijn op het sondepunt in de bovenstaande afbeelding. De sonde staat tussen R1 en R2……Hoe komen we daar de spanning te weten?????

Welnu, de wet van Ohm zegt dat Spanning in een gesloten circuit moet = 0 V. Wat gebeurt er met die verklaring met de spanning van de batterijbron? Elke weerstand haalt de spanning met een bepaald percentage weg. Omdat we de waarden van voorbeeld 1 in voorbeeld 4 gebruiken, kunnen we berekenen hoeveel spanning er wordt afgenomen in R1 en R2.

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

We ronden 2,4084 af naar 2,41 Volt

Nu weten we hoeveel volt door elke weerstand wordt weggenomen. We gebruiken het GND-sysmbol (Ondersteboven driehoek) om 0 Volt te zeggen. Wat er nu gebeurt, de 4,82 Volt geproduceerd door de batterij gaat naar R1 en R1 neemt 2,41 Volt weg. Het sondepunt heeft nu 2,41 volt, die vervolgens naar R2 gaat en R2 2,41 volt wegneemt. Gnd heeft dan 0 Volt die naar de batterij gaat, die vervolgens 4,82 Volt produceert en de cyclus herhaalt.

Sondepunt = 2,41 Volt

Voorbeeld 5 (we gebruiken waarden uit voorbeeld 2)

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

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

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

Wet van Ohm = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Voorbeeld 6 (we gebruiken waarden uit voorbeeld 3)

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

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

Spanning sondepunt = 3,1 volt

Pad om te antwoorden Probepunt = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 Volt

Sondepunt alternatieve manier om spanning te berekenen: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Stap 4: Voorbeeld uit het echte leven

Als u de Nscope nog niet eerder hebt gebruikt, raadpleeg dan Nscope.org

Met de Nscope plaatste ik het ene uiteinde van een 2.7Kohm-weerstand in een kanaal 1-slot en het andere uiteinde op het +5V-railslot. Ik plaatste toen een tweede weerstand op een ander kanaal 1-slot en het andere uiteinde op het GND-railslot. Pas op dat de uiteinden van de weerstand op de +5V-rail en de GND-rail elkaar niet raken, anders kunt u uw Nscope bezeren of iets in brand steken.

Wat gebeurt er als je +5V naar GND-rails samen 'kort', de weerstand gaat naar 0 Ohm

I = V/R = 4,82/0 = oneindig (zeer groot getal)

Traditioneel willen we niet dat de stroom het oneindige nadert, omdat apparaten geen oneindige stroom aankunnen en de neiging hebben om in brand te vliegen. Gelukkig heeft Nscope een hoge stroombeveiliging om hopelijk brand of schade aan het nscope-apparaat te voorkomen.

Stap 5: Real Life-test van voorbeeld 1

Zodra alles is ingesteld, zou uw Nscope u de waarde van 2,41 volt moeten laten zien, zoals de eerste afbeelding hierboven. (elke hoofdlijn boven kanaal 1 tab is 1 volt en elke secundaire lijn is 0,2 volt) Als u R2 verwijdert, de weerstand die kanaal 1 verbindt met GND-rail, zal de rode lijn oplopen tot 4,82 volt zoals in de eerste afbeelding hierboven.

In de tweede afbeelding hierboven kunt u zien dat de LTSpice-voorspelling voldoet aan onze berekende voorspelling die voldoet aan onze echte testresultaten.

Gefeliciteerd met het ontwerpen van je eerste circuit. Serie Weerstandsaansluitingen.

Probeer andere weerstandswaarden uit, zoals in voorbeeld 2 en voorbeeld 3, om te zien of uw berekeningen overeenkomen met de werkelijke resultaten. Oefen ook andere waarden, maar zorg ervoor dat uw stroom niet hoger is dan 0,1 Ampère = 100 mAmps = 100.000 uAmps

Volg mij hier op instructables en op tinee9.com