Elektronik üzerine mikro eğitim programı. Bölüm 1.

Akım elektronların akışıdır, voltaj ise sadece elektron sayısındaki farktır. Akım, açık bir musluktaki su akışıyla karşılaştırılabilir ve borulardaki basınç voltajla karşılaştırılabilir. Şunlar. vana kapalı ise basınç (voltaj) olmasına rağmen akış (akım) yoktur. Bu, hiçbir şeyin dahil olmadığı prizdeki ile aynıdır, voltaj vardır, akım yoktur. Ancak herhangi bir iletkeni açarsanız, içinden bir elektron akışı geçer, yani. akım.

Akım, amper (A), voltaj (potansiyel fark) volt (V) cinsinden ölçülür. Gerilim genellikle geleneksel olarak seçilen bir sıfır seviyesine göre ölçülür.

İletkenler, dirençler (dirençler).

Analojiye sıhhi tesisat ile devam edersek, o zaman bir muslukta, musluğun kendisi, deliğin (direnç) çapının değiştiği direnç görevi görür. Valf tamamen açılırsa iletkene dönüşecektir (büyük delik (yüksek iletkenlik)). Elektronikte direnç kavramıyla çalışırlar – bu iletkenlik ile ters orantılı bir değerdir. Şunlar. direnç ne kadar düşükse, elektron akışı o kadar büyük, direnç o kadar büyük, akış o kadar küçük olur. Direnç ohm (Ohm) cinsinden ölçülür. Bir güç kaynağına bir direnç bağlarsanız, içinden bir akım geçer. Bu akımın değeri, I \u003d U / R’ye (Ohm yasası) eşit olacaktır, burada I akımdır, U, direncin uçlarındaki voltajdır, R, dirençtir. Bir iletken, sıfır dirençli bir direnç ve bir dielektrik (yalıtkan) sonsuz dirençli bir direnç olarak düşünülebilir.

Bir örnek düşünün:


Pirinç. bir.

1.2A’lık bir akım, 10 Ohm dirençli R1 rezistöründen akar, üzerindeki voltaj 12V’dir.

Ayrıca, T1, T2 ve T3 noktalarında, o zamandan beri aynı voltaj (+ 12V) olacaktır. bir iletken ile bağlanırlar. T5 ve T4 noktalarında voltaj da aynıdır (0V).


İncir. 2.

Şekil düşünün. 2 a) (gerilim bölücü devre). T1 noktasında gerilim ve akımın ne olacağını bulmaya çalışalım.

Basitleştirmek için, diyagramı farklı bir biçimde yeniden çizelim – Şekil 2. b). Bu, Şekil 1’in tam bir analogudur. 2 a) (çünkü bir iletkenin her yerinde aynı voltaj olacaktır). T2 noktasındaki akım T1 noktasındaki akıma eşittir çünkü seri sistemin tüm noktalarında akım aynı olacaktır (su borusunun tüm noktalarındaki sıvı akışı, musluktan geçen akışa eşit olacaktır).

T2 noktasındaki (ve dolayısıyla T1’deki) akımı belirleyelim. Bunu yapmak için, Şekil 1’deki eşdeğer devreyi düşünün. 2 sn). R3 direnci, seri bağlı R1 ve R2’nin direncine eşittir (Şekil 2 d) ). Özelliği her noktada eşit akım olmasıdır. Toplam direnç, R3 = R1 + R2 formülüyle veya genel olarak hesaplanır.

Rtoplam = R1 + R2 + … + Rn. Bu nedenle R3=130 Om. Ardından T2 \u003d U / R3 \u003d 12/130 \u003d 0.092 A \u003d 92 mA’daki akım. T2 \u003d T1’deki akımı ve R1 direncini bilerek, voltajı U1 \u003d I * R3 (Ohm yasasından) \u003d 0.092 * 30 \u003d 2.77V olarak hesaplayabiliriz.

Paralel bağlantı da sıklıkla bulunur (Şekil 2 e)). Özelliği, tüm dirençlerde eşit voltajdır. Farklı dirençlerle, her dirençten geçen akımlar farklı olacaktır. Toplam akım, her direnç üzerindeki akımların toplamına eşittir.

Ittoplam = I1 + I2 + … + In y U/Rtoplam = U/R1 + U/R2 + … + U/Rn. de

1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn.

Bizim durumumuz için 1/Rtoplam = 1/R1 + 1/R2. Rtot = R1 * R2 / (R1 + R2).

Direnç üzerinden akım geçtiğinde, cihazın kendisinin ısınmasına neden olur. Isıtma için kullanılan güç (watt (W olarak ölçülür)), dirençten geçen akım ile bu direnç üzerindeki voltaj farkının çarpımına eşittir (P=U * I), I=U/R, P=U* anlamına gelir U / R.

DC ve AC voltajı.

Alternatif voltaj, zaman içinde periyodik olarak değişen bir voltaj değeridir ve sırasıyla sabit bir voltaj değişmez.


Örneğin, ev prizlerinde voltaj değişiyor. Şekli şekilde gösterilmiştir.

Voltaj tepe noktası (A noktasında) genliktir (u1). Genellikle ‘etkin voltaj’ kavramı ile çalışırlar, değeri, değişken değil, sabit olsaydı, yüke (direnç) uygulanması gereken voltaja eşittir, böylece aynı güç buna tahsis edilir. yük. Bizim durumumuzda (sinüzoid şeklindeki voltaj), etkin voltajın değeri 2 kat genlik kökünden küçüktür. Şunlar. alternatif voltajın \u003d 220V olduğunu söylerlerse, bu, etkili voltajın (u2) -220V olduğu ve genliğinin iki kat daha fazla (u1 \u003d 310V) kökü olduğu anlamına gelir. Böylece, ev prizlerinde voltaj -310V ile + 310V arasında değişir. Önemli bir parametre, alternatif voltajın frekansıdır – bu, Hertz (Hz) cinsinden ölçülen, saniyedeki tam değişim periyotlarının sayısıdır. Çıkışta – 50Hz, yani 1 saniyede 50 pozitif ve 50 negatif yarım dalga olacak.

Ayrıca, aksi belirtilmedikçe, her şey esas olarak sabit voltaj durumuyla ilgili olarak değerlendirilecektir.

Kapasitörler.

Kondansatörlerin bir özelliği, enerji biriktirme (ve verme) yeteneğidir. Doldurma yüksekliğinin şarj voltajı, kabın çapının (kesit) kapasitörün kapasitansı ve sıvı miktarının depolanan elektrik gücü olduğu sıvı için bir kap olarak hayal edilebilir. enerji.


Şek. 3.

Bir kondansatörü şarj etme ve boşaltma işlemini düşünün. İlk anda, kapasitör boşalır (T1 noktasındaki voltaj = 0V). KL1 kontakları kapatıldıktan sonra, kapasitörü şarj eden dirençten bir akım akmaya başlar (musluğu açın ve kabı suyla doldurun). Şek. 4 a) T1 noktasındaki voltajın nasıl değişeceğini gösterir. Grafik lineer değildir, çünkü şarj işlemi sırasında kondansatör üzerindeki voltaj artar => direnç üzerindeki voltaj azalır (gerilimlerin toplamı sabittir ve besleme voltajına eşittir) => akım azalır.

Şekil 4. b) KL2 kapalıyken (önceden KL1 açılmışken) T1 noktasındaki voltaj değişimini göstermektedir.


Şekil4.

Kondansatörden geçen akım, bir zaman aralığında (kısa aralıklarla) üzerindeki voltajdaki değişimle orantılıdır. Şunlar. ben \u003d C * dU / dt. Bu nedenle, kapasitör üzerindeki voltaj değişmezse, üzerinden akım geçmez. Tersine, voltaj hızla değişirse, akım akacaktır. Bu akımın değeri, kapasitörün kapasitansı ile doğru orantılıdır, yani. kapasitans ne kadar büyük olursa, voltajdaki aynı değişiklik için o kadar fazla akım akacaktır.

Şekil 5a’daki devreyi düşünün:


Şekil 5.

Şekil 5 b) T1 (siyah grafik) ve T2 (kırmızı) noktasındaki gerilme grafikleri.

T2’de voltajın T1’den çok daha az değiştiği görülebilir. Bunun nedeni, kapasitör üzerindeki voltaj yükseldikçe, direnç boyunca voltaj farkını artıran akım içinden akmaya başlamasıdır. Sonuç olarak, çıkışta neredeyse sabit bir voltaj elde ederiz. Gerilim düştüğünde, depolanan enerji nedeniyle akım kapasitörden ters yönde akmaya başlar.

Dolayısıyla kapasitör, enerji depolayabilen ve alternatif akım geçirebilen ancak doğru akımı geçmeyen bir cihazdır.

Devam.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.