Sådan konfigureres modstande, kondensatorer og transistorer i elektroniske kredsløb

I dette indlæg forsøger vi at evaluere, hvordan man konfigurerer eller forbinder elektroniske komponenter såsom modstande, kondensatorer med elektroniske kredsløb gennem korrekt beregning

Læs venligst mit tidligere indlæg vedrørende hvad er spænding og strøm , for at forstå nedenstående forklarede grundlæggende elektroniske fakta mere effektivt.

Hvad er en modstand

- Det er en elektronisk komponent, der bruges til at modstå strømmen af ​​elektroner eller strømmen. Det bruges til at beskytte elektroniske komponenter ved at begrænse strømmen, når spændingen stiger.LED'er kræver modstande i serie af samme grund, så de kan betjenes ved spændinger, der er højere end den specificerede værdi. Andre aktive komponenter som transistorer, mosfeter, triacs, SCR'er indeholder også modstande af samme grunde.

Hvad er en kondensator

Det er en elektronisk komponent, der lagrer en vis mængde elektrisk ladning eller simpelthen den påførte spænding / strøm, når dens ledninger er forbundet over de relevante forsyningspunkter. Komponenten er grundlæggende klassificeret med et par enheder, mikrofarad og spænding. 'Mikrofaraden' bestemmer mængden af ​​strøm, den kan lagre, og spændingen definerer, hvor meget maksimal spænding der kan påføres over den eller lagres i den. Spændingsvurderingen er kritisk, hvis kondensatoren overstiger markeringen, eksploderer den simpelthen.

Opbevaringsevne for disse komponenter betyder, at den lagrede energi bliver anvendelig, derfor bruges disse som filtre, hvor den lagrede spænding bruges til at udfylde de tomme rum eller spændingsdepressioner i kildeforsyningen og dermed udfylde eller udjævne grøfterne i linjen.

Den lagrede energi bliver også anvendelig, når den frigives langsomt gennem en begrænsende komponent som en modstand. Her bliver den tid, kondensatoren bruger til fuldt opladning eller fuldstændig afladning, ideel til timerapplikationer, hvor kondensatorværdien bestemmer enhedens timingområde. Derfor bruges disse i timere, oscillatorer osv.

En anden funktion er, at når en kondensator er fuldt opladet, nægter den at passere mere strøm / spænding og stopper strømmen af ​​strømmen over dens ledninger, hvilket betyder, at den anvendte strøm kun passerer gennem dens ledninger under opladning og er blokeret, når opladningen processen er afsluttet.

Denne funktion udnyttes til at muliggøre skift af en bestemt aktiv komponent et øjeblik. For eksempel, hvis en udløsende spænding påføres basen af ​​en transistor via en kondensator, vil den kun blive aktiveret i et bestemt tidsrum, indtil kondensatoren bliver fuldt opladet, hvorefter transistoren holder op med at lede. Den samme ting kan være vidne til med en LED, når den drives af en kondensator, den lyser i en brøkdel af et sekund og slukker derefter.

Hvad er en transistor

Det er en halvlederkomponent med tre ledninger eller ben. Benene kan kables, så det ene ben bliver et fælles udløb for spændingerne på de to andre ben. Det fælles ben kaldes emitter, mens de to andre ben navngives som base og samleren. Basen modtager koblingsudløseren med henvisning til emitter, og dette muliggør relativt stor spænding og strøm for at passere fra kollektor til emitter.

Dette arrangement får det til at fungere som en switch. Derfor kan enhver belastning, der er tilsluttet samleren, tændes eller slukkes med relativt små potentialer i bunden af ​​enheden.

Spændingerne på basen og samleren når endelig den fælles destination gennem emitteren. Emitteren er forbundet til jord for NPN-typen og til positiv for PNP-transistortyper. NPN og PNP er komplementære til hinanden og fungerer nøjagtigt på samme måde, men ved at bruge de modsatte retninger eller polariteter med spændinger og strømme.

Hvad er en diode:

Se venligst denne artikel for den komplette info.

Hvad er en SCR:

Det kan sammenlignes med en transistor og bruges også som switch i elektroniske kredsløb. De tre ledninger eller ben er specificeret som porten, anoden og katoden. Katoden er den fælles terminal, som bliver modtagestien for de spændinger, der påføres ved porten og anoden på enheden. Porten er det udløsende punkt, der skifter strømmen, der er forbundet til anoden, over katodens fælles ben.

Men i modsætning til transistorer kræver porten til en SCR højere mængde spænding og strøm, og derudover kan enheden bruges til at skifte udelukkende vekselstrøm over sin anode og katode. Derfor bliver det nyttigt at skifte vekselstrømsbelastning som reaktion på de udløsere, der modtages ved porten, men porten har brug for rent DC-potentiale for at implementere operationerne.

Implementering af ovenstående komponenter i et praktisk kredsløb:

Hvordan konfigureres modstande, kondensatorer og transistorer i elektroniske kredsløb ......?

Brug og implementering af elektroniske dele praktisk talt i elektroniske kredsløb er den ultimative ting, som enhver elektronisk hobbyist har til hensigt at lære og mestre. Selvom det er lettere sagt end gjort, vil de følgende par eksempler hjælpe dig med at forstå, hvordan modstande, kondensatorer, transistorer kan indstilles til at opbygge et bestemt applikationskredsløb:

Da emnet kan være for stort og måske fylde volumener, vil vi kun diskutere et enkelt kredsløb, der omfatter transistor, kondensator, modstande og LED.

Dybest set går en aktiv komponent i centrum i et elektronisk kredsløb, mens de passive komponenter udfører den understøttende rolle.

Lad os sige, at vi vil lave et regnsensorkredsløb. Da transistoren er den vigtigste aktive komponent, skal den tage centrum. Så vi placerer det lige i centrum af skematikken.

Transistorernes tre ledninger er åbne og har brug for den nødvendige opsætning via de passive dele.

Som forklaret ovenfor er emitteren det fælles udløb. Da vi bruger en NPN-type transistor, skal emitteren gå til jorden, så vi forbinder den til jorden eller den negative forsyningsskinne i kredsløbet.

Basen er hovedføleren eller den udløsende indgang, så denne indgang skal forbindes til sensorelementet. Sensorelementet her er et par metalterminaler.

En af terminalerne er forbundet med den positive forsyning, og den anden terminal skal forbindes til transistorens bund.

Sensoren bruges til at detektere tilstedeværelsen af ​​regnvand. I det øjeblik det regner begynder vanddråberne de to terminaler. Da vand har lav modstand, begynder det at lække den positive spænding over sine terminaler til bunden af ​​transistoren.

Denne utæt spænding føder transistorens bund og når i løbet af jorden gennem emitteren. I det øjeblik dette sker, afhængigt af enhedens egenskab, åbner det portene mellem samleren og emitteren.

Det betyder, at hvis vi nu forbinder en positiv spændingskilde til samleren, vil den straks blive forbundet til jorden via dens emitter.

Derfor forbinder vi transistorens kollektor med det positive, men vi gør dette via belastningen, så belastningen fungerer med omskiftningen, og det er præcis det, vi leder efter.

Simulering af ovenstående operation hurtigt ser vi, at den positive forsyning lækker gennem sensorens metalterminaler, rører basen og fortsætter sin kurs for endelig at nå jorden og fuldføre basiskredsløbet, men denne operation trækker straks kollektorspændingen til jorden via emitteren og tænder for belastningen, som er en summer her. Summeren lyder.

Denne opsætning er den grundlæggende opsætning, men den har brug for mange rettelser og kan også ændres på mange forskellige måder.

Når man ser på skematisk, finder vi, at kredsløbet ikke inkluderer en basismodstand, fordi selve vandet fungerer som en modstand, men hvad sker der, hvis sensorterminalerne ved et uheld kortsluttes, ville hele strømmen blive dumpet til bunden af ​​transistoren og steget den med det samme.

Derfor af sikkerhedsmæssige årsager tilføjer vi en modstand til bunden af ​​transistoren. Basismodstandsværdien bestemmer imidlertid, hvor meget udløsende strøm der kan komme ind over base / emitterstifterne, og påvirker derfor igen kollektorstrømmen. Omvendt skal basismodstanden være sådan, at den tillader tilstrækkelig strøm at trækkes fra kollektoren til emitteren, hvilket tillader perfekt omskiftning af kollektorbelastningen.

For lettere beregninger kan vi som en tommelfingerregel antage, at basismodstandsværdien er 40 gange mere end solfangerens belastningsmodstand.

Så i vores kredsløb, forudsat at samlerbelastningen er en summer, måler vi summerens modstand, hvilket svarer til at sige 10K. 40 gange 10K betyder, at basismodstanden skal være et sted omkring 400K, men vi finder ud af, at vandmodstanden er omkring 50K, så hvis vi trækker denne værdi fra 400K, får vi 350K, det er den basismodstandsværdi, vi skal vælge.

Antag nu, at vi vil forbinde en LED til dette kredsløb i stedet for en summer. Vi kan ikke forbinde lysdioden direkte til transistorens kollektor, fordi lysdioder også er sårbare og kræver en strømbegrænsende modstand, hvis driftsspændingen er højere end den specificerede fremadspænding.

Derfor forbinder vi en LED i serie med en 1K modstand på tværs af samleren og positiv af ovenstående kredsløb, der erstatter summeren.

Nu kan modstanden i serie med LED betragtes som kollektorbelastningsmodstand.

Så nu skal basemodstanden være 40 gange denne værdi, hvilket svarer til 40K, men selve vandmodstanden er 150K, betyder, at basismodstanden allerede er for høj, hvilket betyder, at når regnvand broer sensoren, vil transistoren ikke være i stand til at tænd lysdioden kraftigt, snarere lyser den meget svagt op.

Så hvordan kan vi løse dette problem?

Vi er nødt til at gøre transistoren mere følsom, så vi forbinder en anden transistor for at hjælpe den eksisterende i en Darlington-konfiguration. Med dette arrangement bliver transistorparet meget følsomt, mindst 25 gange mere følsomt end det foregående kredsløb.

25 gange mere følsomhed betyder, at vi kan vælge en basismodstand, der kan være 25 + 40 = 65 til 75 gange kollektormodstanden, vi får det maksimale interval på ca. 75 til 10 = 750K, så dette kan tages som den samlede værdi af basen modstand.

Ved at trække 150K vandmodstand fra 750K får vi 600K, så det er den basismodstandsværdi, vi kan vælge for den nuværende konfiguration. Husk, at sagsmodstanden kan have en hvilken som helst værdi, så længe den opfylder to betingelser: den varmer ikke transistoren op, og den hjælper med at skifte kollektorbelastningen tilfredsstillende. Det er det.

Antag nu, at vi tilføjer en kondensator på tværs af bunden af ​​transistoren og jorden. Som forklaret ovenfor lagrer kondensatoren oprindeligt noget strøm, når der begynder at regne gennem lækagerne over sensorterminalerne.

Efter at regnen stopper, og sensorbroens lækage er afbrudt, fortsætter transistoren stadig med at lyde summeren ... hvordan? Den lagrede spænding inde i kondensatoren føder nu transistorbasen og holder den tændt, indtil den er afladet under baseskiftespændingen. Dette viser, hvordan en kondensator kan fungere i et elektronisk kredsløb.