Ellenállások, kondenzátorok és tranzisztorok konfigurálása az elektronikus áramkörökben

Ebben a bejegyzésben megpróbáljuk kiértékelni, hogyan lehet helyes számítással konfigurálni vagy csatlakoztatni az elektronikus alkatrészeket, például ellenállásokat, kondenzátorokat az elektronikus áramkörök nélkül

Kérjük, olvassa el az előző bejegyzésemet mi a feszültség és az áram , az alábbiakban ismertetett alapvető elektronikus tények hatékonyabb megismerése érdekében.

Mi az az ellenállás

- Ez egy elektronikus alkatrész, amely ellenáll az elektronáramlásnak vagy az áramnak. Az elektronikus alkatrészek védelmére szolgál az áram áramlásának korlátozásával, amikor a feszültség növekszik. A LED-ekhez ugyanazon okból soros ellenállásokra van szükség, hogy a megadott névlegesnél magasabb feszültségen működjenek. Más aktív komponensek, mint például a tranzisztorok, mosfetek, triakok, SCR-ek ugyanezen okokból tartalmaznak ellenállást is.

Mi az a kondenzátor

Ez egy olyan elektronikus alkatrész, amely bizonyos mennyiségű elektromos töltést vagy egyszerűen az alkalmazott feszültséget / áramot tárolja, amikor a vezetékei a megfelelő tápegységeken vannak összekötve. Az alkatrész alapvetően pár egységgel, mikrofaraddal és feszültséggel rendelkezik. A „mikrofarad” eldönti, hogy mennyi áramot képes tárolni, és a feszültség határozza meg, hogy mekkora maximális feszültséget lehet rajta alkalmazni vagy tárolni. A feszültségnév kritikus, ha meghaladja a jelölést, a kondenzátor egyszerűen felrobban.

Ezeknek az alkatrészeknek a tárolási képessége azt jelenti, hogy a tárolt energia felhasználhatóvá válik, ezért ezeket szűrőként használják, ahol a tárolt feszültséget a forrásrész üres tereinek vagy feszültségnyomásainak kitöltésére használják, így feltöltik vagy kisimítják a vezeték árkait.

A tárolt energia akkor is alkalmazható, ha lassan szabadul fel egy korlátozó alkatrészen keresztül, mint egy ellenállás. Itt az idő, amelyet a kondenzátor tölt fel vagy teljesen kisüt, ideális lesz időzítő alkalmazásokhoz, ahol a kondenzátor értéke határozza meg az egység időzítési tartományát. Ezért ezeket használják időzítőkben, oszcillátorokban stb.

Egy másik jellemző, hogy miután egy kondenzátor teljesen feltöltődött, nem hajlandó tovább adni az áramot / feszültséget, és leállítja az áram áramát a vezetékein, vagyis az alkalmazott áram csak a töltés során halad át a vezetékein, és a töltés után blokkolódik folyamat befejeződött.

Ezt a funkciót arra használják, hogy lehetővé tegye egy adott aktív komponens pillanatnyi váltását. Például, ha egy tranzisztor bázisára kondenzátoron keresztül kiváltó feszültséget kapcsolunk be, akkor az csak egy bizonyos ideig aktiválódik, amíg a kondenzátor teljesen fel nem töltődik, majd a tranzisztor leállítja a vezetését. Ugyanez tapasztalható egy LED-del, amikor egy kondenzátoron keresztül táplálják, amely a másodperc töredékéig világít, majd kikapcsol.

Mi az a tranzisztor

Ez egy félvezető alkatrész, amelynek három vezetéke vagy lába van. A lábakat úgy lehet bekötni, hogy az egyik láb a másik két lábra alkalmazott feszültség közös kivezetésévé válik. A közös lábat emitternek hívják, míg a másik két lábat alapnak és gyűjtőnek nevezik. A bázis az emitterre vonatkoztatva kapja meg a kapcsolási ravaszt, és ez viszonylag hatalmas feszültséget és áramot enged át a kollektorról az emitterre.

Ez az elrendezés úgy működik, mint egy kapcsoló. Ezért a kollektorhoz csatlakoztatott bármilyen terhelés be- vagy kikapcsolható, viszonylag kis potenciállal a készülék alján.

Az alapon és a kollektoron alkalmazott feszültségek végül az emitteren keresztül érik el a közös rendeltetési helyet. Az emitter NPN típusú földeléshez van csatlakoztatva, PNP típusú tranzisztorhoz pedig pozitívhoz. Az NPN és a PNP kiegészítik egymást, és pontosan ugyanúgy működnek, de ellentétes irányokat vagy polaritásokat használnak feszültségekkel és áramokkal.

Mi a dióda:

Kérlek hivatkozz ez a cikk a teljes információért.

Mi az SCR:

Teljesen összehasonlítható egy tranzisztorral, és kapcsolóként használják az elektronikus áramkörökben is. A három vezeték vagy láb kapuként, anódként és katódként van megadva. A katód a közös terminál, amely a kapun alkalmazott feszültségek és az eszköz anódjának vételi útjává válik. A kapu az a kiváltó pont, amely az anódhoz kapcsolt energiát átkapcsolja a katód közös lábán.

A tranzisztoroktól eltérően azonban az SCR kapujához nagyobb feszültségre és áramra van szükség, ráadásul az eszköz kizárólag az AC anódján és katódján történő átkapcsolására használható. Ezért hasznos lesz váltakozó áramú terhelések kapcsolására a kapujában kapott triggerekre válaszul, de a kapunak tisztán egyenáramú potenciálra lesz szüksége a műveletek végrehajtásához.

A fenti összetevők gyakorlati áramkörben történő megvalósítása:

Hogyan állítsuk be az ellenállásokat, kondenzátorokat és tranzisztorokat az elektronikus áramkörökben ......?

Az elektronikus alkatrészek gyakorlati alkalmazása és áramkörökben történő bevezetése a végső dolog, amelyet minden elektronikus hobbista szándékozik megtanulni és elsajátítani. Bár ezt könnyebb mondani, mint megtenni, a következő néhány példa segít megérteni, hogy az ellenállások, kondenzátorok, tranzisztorok hogyan állíthatók fel egy adott alkalmazási áramkör felépítéséhez:

Mivel a téma túl hatalmas lehet, és kitöltheti a mennyiségeket, csak egyetlen áramkört fogunk tárgyalni, amely tranzisztort, kondenzátort, ellenállásokat és LED-et tartalmaz.

Alapvetően egy aktív komponens kerül az elektronikus áramkör középpontjába, míg a passzív alkatrészek ellátják a támogató szerepet.

Tegyük fel, hogy esőérzékelő áramkört akarunk készíteni. Mivel a tranzisztor a fő aktív komponens, a középpontba kell kerülnie. Tehát közvetlenül a vázlat középpontjába helyezzük.

A tranzisztor három vezetéke nyitva van, és a passzív részeken keresztül szükséges a szükséges beállítás.

Amint azt fentebb kifejtettük, az emitter a közös kimenet. Mivel NPN típusú tranzisztort használunk, az emitternek a földre kell mennie, így csatlakoztatjuk a földhöz vagy az áramkör negatív tápvezetékéhez.

Az alap a fő érzékelő vagy a kiváltó bemenet, ezért ezt a bemenetet az érzékelő elemhez kell csatlakoztatni. Az érzékelőelem itt egy fém terminálpár.

Az egyik sorkapocs csatlakozik a pozitív tápellátáshoz, a másik sorkapcsot pedig a tranzisztor aljához kell csatlakoztatni.

Az érzékelő az esővíz jelenlétének észlelésére szolgál. Abban a pillanatban, amikor esik az eső, a vízcseppek áthidalják a két terminált. Mivel a víznek alacsony az ellenállása, a pozitív feszültség szivárog a termináljain át a tranzisztor aljáig.

Ez a szivárgó feszültség táplálja a tranzisztor alapját, és az emitteren keresztül eléri a földet. Abban a pillanatban, amikor ez megtörténik, az eszköz tulajdonságainak megfelelően kinyitja a kapukat a kollektor és az emitter között.

Ez azt jelenti, hogy ha most pozitív feszültségforrást csatlakoztatunk a kollektorhoz, akkor az az emitterén keresztül azonnal a földhöz csatlakozik.

Ezért összekötjük a tranzisztor kollektorát a pozitíval, azonban ezt a terhelésen keresztül tesszük, hogy a terhelés a kapcsolással működjön, és pontosan ezt keressük.

Gyorsan szimulálva a fenti műveletet, azt látjuk, hogy a pozitív tápfeszültség szivárog át az érzékelő fém kapcsain, megérinti az alapot és továbbhalad, hogy végül elérje a földet, befejezve az alap áramkört, azonban ez a művelet azonnal a földre húzza a kollektor feszültségét az emitteren keresztül kapcsolva BE a terhelést, amely itt zümmög. A hangjelzés megszólal.

Ez a beállítás az alapbeállítás, azonban sok javítást igényel, és sokféleképpen módosítható.

A vázlatot megnézve azt találjuk, hogy az áramkör nem tartalmaz alapellenállást, mert a víz maga is ellenállóként működik, de mi történik, ha az érzékelő kapcsai véletlenül rövidzárlatosak, a teljes áram a tranzisztor aljához kerül, megsütve azonnal.

Ezért biztonsági okokból egy ellenállást adunk a tranzisztor aljához. Az alapellenállás értéke azonban eldönti, hogy mennyi kiváltó áram léphet be az alap / emitter csapokba, és ezáltal befolyásolja a kollektor áramát. Ezzel szemben az alapellenállásnak olyannak kell lennie, hogy elegendő áramot lehessen húzni a kollektorról az emitterre, lehetővé téve a kollektor terhelésének tökéletes kapcsolását.

A könnyebb számítások érdekében ökölszabályként feltételezhetjük, hogy az alapellenállás értéke 40-szer nagyobb, mint a kollektor terhelési ellenállása.

Tehát az áramkörünkben, feltételezve, hogy a kollektorterhelés zümmögő, megmérjük a zümmögő ellenállását, amely mondjuk 10K. A 40-szeres 10K azt jelenti, hogy az alapellenállásnak valahol 400K körül kell lennie, azonban azt tapasztaljuk, hogy a vízállóság 50K körül van, ezért ezt az értéket levonva a 400K-ból 350K-t kapunk, ez az alapellenállás értéke, amelyet ki kell választanunk.

Tegyük fel, hogy ehhez az áramkörhöz egy hangjelző helyett egy LED-et akarunk csatlakoztatni. A LED-et nem tudjuk közvetlenül a tranzisztor kollektorához csatlakoztatni, mert a LED-ek is sérülékenyek, és áramkorlátozó ellenállásra lesz szükségük, ha az üzemi feszültség magasabb, mint a megadott előremeneti feszültség.

Ezért sorba kapcsolunk egy LED-et egy 1K ellenállással a kollektoron keresztül, és pozitív a fenti áramkörből, helyettesítve a hangjelzőt.

Most a LED-del soros ellenállást tekinthetjük a kollektor terhelési ellenállásának.

Tehát most az alapellenállásnak ennek az értéknek a 40-szeresének kell lennie, ami 40K-t tesz ki, azonban maga a vízállóság 150K, ami azt jelenti, hogy az alapellenállás már túl magas, vagyis amikor az esővíz áthidalja az érzékelőt, a tranzisztor nem lesz képes kapcsolja be erősen a LED-et, inkább nagyon halványan világítja meg.

Tehát hogyan oldhatjuk meg ezt a problémát?

Érzékenyebbé kell tennünk a tranzisztort, ezért csatlakoztatunk egy másik tranzisztort, hogy segítsen a meglévőnek Darlington konfigurációban. Ezzel az elrendezéssel a tranzisztorpár nagyon érzékennyé válik, legalább 25-szer érzékenyebbé, mint az előző áramkör.

25-ször nagyobb érzékenység azt jelenti, hogy kiválaszthatunk egy alapellenállást, amely 25 + 40 = 65-75-szerese lehet a kollektor ellenállásának. A maximális tartományt körülbelül 75-től 10-ig = 750K kapjuk meg, így ezt az alap teljes értékének tekinthetjük ellenállás.

A 150K vízállóság 750K-ról levonva 600K-t kapunk, tehát ez az alapellenállás értéke, amelyet a jelenlegi konfigurációhoz választhatunk. Ne feledje, hogy az esetleges ellenállás bármilyen értékű lehet, amennyiben megfelel két feltételnek: nem melegíti fel a tranzisztort, és segít a kollektor terhelésének megfelelő megváltoztatásában. Ez az.

Most tegyük fel, hogy kondenzátort adunk a tranzisztor alapjára és a földre. A kondenzátor, amint azt a fentiekben kifejtettük, kezdetben némi áramot tárol, amikor az eső megkezdődik az érzékelő kivezetésein keresztüli szivárgások révén.

Miután az eső eláll, és az érzékelő híd szivárgása megszűnik, a tranzisztor továbbra is folytatja a hangjelzést ... hogyan? A kondenzátor belsejében tárolt feszültség táplálja a tranzisztor bázisát és folyamatosan bekapcsolt állapotban tartja, amíg ki nem merül az alap kapcsolási feszültség alatt. Ez megmutatja, hogy a kondenzátor miként szolgálhat egy elektronikus áramkörben.