Основи на електрониката

Основите на електрониката и схемотехниката започват с изучаването на последователни и паралелни връзки на електронни компоненти и техните свойства.

Последователно и паралелно свързване на батерии

При последователно свързване общото напрежение (волта) на акумулатора е равно на сумата от напреженията на съставните му елементи. Получената батерия ще има същия капацитет като единична клетка. В този случай един и същ ток (ампери) ще тече през всички клетки, а максималният допустим ток, който може да се получи при разредена батерия, е равен на максималния ток, който може да се получи от един елемент.

Когато еднакви клетки са свързани паралелно, общото напрежение на батерията (волта) ще бъде равно на напрежението на една клетка, а общият ток (ампера) ще бъде равно на сумата от токовете на всяка клетка. Капацитетът на такава батерия е равен на сбора от капацитетите на нейните съставни елементи.

Обобщавайки, свързването на клетки последователно в батерия увеличава напрежението (волта), докато свързването на клетки паралелно увеличава тока (ампера) и капацитета (ампера/час).

На практика при създаването на направи си сам роботи BEAM най-често се използват последователно свързани AA батерии от 1,5 волта. Така три батерии дават 4,5 волта, а четири - 6 волта.

Свържете батериите чрез запояване, като използвате къси кабели и използвате специални отделения за батерии.

Последователно и паралелно свързване на резистори

При последователно свързване общото съпротивление на съставния резистор ще бъде равно на сумата от съпротивленията на отделните резистори.

При паралелно свързване реципрочната стойност на общото съпротивление е равна на сумата от реципрочните стойности на съпротивленията на клоните.

При използване на такивасвързване на резистори, всеки резистор ще тече свой собствен ток. Силата на този ток за всеки резистор ще бъде обратно пропорционална на неговото съпротивление. По този начин общата проводимост на участъка на веригата с паралелно свързани резистори ще се увеличи, а общото му съпротивление, напротив, ще намалее.

За да се изчисли съпротивлението на два паралелно свързани резистора, формулата ще приеме следната форма:

За трима:

Когато два еднакви резистора са свързани паралелно, общото им съпротивление ще бъде равно на половината от съпротивлението на един от резисторите:

За N идентични резистора:

За резистори с различни съпротивления, свързани паралелно, тяхното общо съпротивление винаги ще бъде по-малко от най-малкото от съпротивленията.

Ако резисторите в секцията на веригата са свързани помежду си отчасти паралелно и отчасти последователно, тогава такава връзка се нарича смесена. В зависимост от вида на получената връзка, смесените връзки могат да бъдат паралелни и последователни.

Използвайки горните формули, можем например да получим възли с шест различни съпротивления от три резистора. Помислете за това като използвате примера на три резистора със съпротивление от 1K (1 kiloohm) всеки.

Свързване на кондензатори

За паралелно свързване на кондензатори се добавя общият им капацитет. В този случай допустимото напрежение за целия комплект кондензатори ще бъде равно на най-малката стойност на допустимото напрежение от целия комплект.

При последователно свързване общият капацитет намалява и общото напрежение на кондензаторите се увеличава.

Общото напрежение в този случай ще бъде равно на сумата от всички напрежения на кондензаторите.

За изчисляване на напрежение, ток исъпротивлението във верига използва най-важния закон в електрониката и електротехниката, който е емпирично открит през 1826 г. от Георг Ом и е получил неговото име.

Съгласно закона на Ом за даден участък от веригата силата на тока е право пропорционална на потенциалната разлика (напрежение) в краищата на участъка от веригата и обратно пропорционална на съпротивлението на този участък:

Къде

I е големината на тока, протичащ през секцията на веригата; U - стойността на приложеното напрежение към участъка на веригата; R е стойността на съпротивлението на разглежданата секция на веригата.

Използвайки втората версия на закона на Ом за участък от верига, можем да изчислим приложеното напрежение към участък от веригата, ако знаем количеството ток, протичащ през участъка, и съпротивлението на този участък.

Третата версия на закона на Ом за секция от верига ви позволява да изчислите съпротивлението на секция от верига от известни стойности на напрежение и ток.

Използвайки третата версия на закона на Ом, можете например да изчислите съпротивлението на ограничителен резистор за свързване на светодиод към електрическа верига с напрежение, надвишаващо работното напрежение на светодиода.

Да предположим, че искаме да свържем светодиод с работно напрежение 2V (2V) и консумация на ток 20mA (20mA) към 6V (6V) електрическа батерия. Трябва да изчислим съпротивлението на ограничаващия резистор. Спадът на напрежението на резистора трябва да бъде 6V - 2V = 4V. Тъй като силата на тока е еднаква във всички части на веригата, това означава, че нашият резистор ще има същия брой ампери като светодиода, а именно 20mA = 0,02A. Използвайки закона на Ом, изчисляваме съпротивлението на резистора.

По-добре е да изберете съпротивлението на ограничаващия резистор с малък запас. В нашия случай може да бъде 220 ома.

ВръзкаLED

Сайтът е в процес на разработка, така че имайте предвид, че все още няма достатъчно материали.

---