Fråga:
Hantera kretsar utöver en grundnivå
Mr. Hedgehog
2010-10-01 17:55:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag är väldigt ny inom elektronik så snälla gå lätt på mig.

Även om jag hittills har läst ett par elektroniska grundböcker, är en av de saker som förvirrar mig mest om elektronik är hur spänning och ström hanteras baserat på det faktum att ström påverkar hela kretsen.

Här är en mycket enkel förklaring av en situation som skulle förvirra mig.

Säg att jag hade en lysdiod som hade ett 330R-motstånd på en 5V DC-matning och jag bestämde mig för att ansluta ytterligare 4 parallellt. Enligt elektroniklagarna borde detta öka strömmen som går in i varje lysdiod (som enligt mina beräkningar har varje lysdiod nu ett motstånd på 66R - vilket höjer strömmen till pop nivåer).

Vad skulle vara det bästa sättet att lösa detta?

Ett mer komplext exempel skulle vara där jag hade en PIC-driven krets för att detektera spänning och kontrollera en specifik kombination av tangenter (ett elektroniskt tangentbord) . Jag bestämmer mig sedan för att lägga in en strömlampa, parallellt, för att avgöra om kretsen är ens på. Jag antar att detta skulle påverka spänningen och strömmen som levereras i min ursprungliga krets och eventuellt bryta saker, skulle det inte?

Om så, återigen, vad skulle vara det bästa sättet att lösa detta?

Jag tror, ​​för att sammanfatta det, är jag förvirrad över hur kretsar av vilken komplexitet som helst hanteras när man lägger till en komponent helt kan störa balansen mellan spänning och ström.

Ryall: det framgår inte av beskrivningen, är "1 + 4" -kretsen som illustrerad i följande bild? http://i.imgur.com/wLDrk.png
Ryall: vilken typ av LED använder du? Till exempel röd / grön / gul / blå, normal ljusstyrka / hög ljusstyrka?
Ryall: I "beslutade att ansluta ytterligare 4 parallellt", vad är var och en av de fyra? Är det motstånd + LED, LED eller motstånd? Med andra ord, vilken av följande komponenter räknas är det? 5 motstånd + 5 lysdioder / 5 motstånd + 1 lysdiod / 1 motstånd + 5 lysdioder?
@Peter, det var 5 + 5 - Jag har en mycket större förståelse för de här sakerna nu. Det är kul att se tillbaka på mig själv. :)
Fem svar:
akohlsmith
2010-10-01 18:06:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Strömmen genom varje lysdiod ändras inte. Var och en skulle rita 5/330 eller 15mA (I = V / R). Strömförsörjningen måste leverera 4 * 15mA eller 60mA. Du ändrade inte mängden ström genom någon av lysdioderna, allt du gjorde är att lägga till fler av dem parallellt.

Låt oss använda en klassisk vattenanalogi: du har en hink med vatten med ett enda hål borrade i botten. Mängden vatten som rinner ut ur det hålet kommer inte att förändras om du borrade ytterligare tre hål i botten. Mängden vatten som strömmar ut ur skopan skulle dock fyrdubblas.

Kom ihåg att strömmen som strömmar genom komponenterna i serie kommer att vara densamma och spänningen över komponenterna parallellt kommer att vara densamma . Jag tror att det är här din förvirring ligger. Att lägga till en lysdiod över en strömförsörjning påverkar inte spänningen eller strömmen för den redan existerande kretsen på samma sätt som att ansluta en radio till uttaget som en lampa redan är ansluten till gör att lampan inte blir mörkare. >

Om du fortfarande är förvirrad kan du kommentera så kommer jag att klargöra det. Det är inget fel med att vilja lära sig. :-)

Strålande svar, tack så mycket Andrew - mitt huvud är ganska lite suddigt nu när du har rensat upp det.
Även om jag är säker på att jag bodde i ett hus (inte så länge) där jag kopplade in en radio i ett vägguttag som redan hade en lampa fäst fick lampan att bli mörkare (men inte av de skäl som anges här).
strömmen genom varje lysdiod är inte 5/330, det är (5 - Vf) / 330 där Vf är det främre fallet för LED, vanligtvis 1,2-1,5V.
Ja, men han har inte heller en LED med ett motstånd på 330 ohm. Jag lämnade detaljerna för att inte lera frågan med pedantiska detaljer. :-)
endolith
2010-10-01 19:01:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

och jag bestämde mig för att ansluta ytterligare 4 parallellt. Enligt elektroniklagarna borde detta öka strömmen i varje lysdiod

Nej, varje lysdiod skulle fortfarande ha samma ström genom den, men totala ström som används av alla lysdioder tillsammans skulle vara 4 gånger så mycket.

för att lägga till en strömlampa, parallellt, för att avgöra om kretsen är tänd. Jag antar att detta skulle påverka spänningen och strömmen som levereras i min ursprungliga krets och eventuellt bryta saker, eller hur?

Det skulle kunna. Det beror på strömförsörjningens utgångsimpedans (eller internt motstånd). Om strömförsörjningen har låg utgångsimpedans (som de flesta gör), kommer spänningsfallet genom att lägga till ytterligare en belastning inte att vara så mycket. En strömförsörjning med låg impedans beskrivs som "styv" eftersom spänningen inte kommer att förändras särskilt mycket när du ändrar belastningen. En LM7805 har till exempel en utgångsimpedans på 15 mΩ (tusendels ohm), som är mycket låg. Den är utformad för att mata ström till förändrade laster utan att variera i spänning.

Om den har hög utgångsimpedans, kommer en ökning av belastningen att orsaka att matningsspänningen sjunker, vilket kan påverka de andra belastningarna.

Varje komponent har viss intern resistans. Ibland betyder det, ibland gör det inte.

Richard
2010-10-01 19:27:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag föreslår att du granskar din Kirchhoffs kretslagar:

http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws

As O Engenheiro har sagt om spänningskällan anses vara idealisk kommer dess spänningskälla inte att ändras. Om du har läst några elektronikböcker vet du också att en diod inte följer ohms lag. IE det finns inte ett direkt samband mellan dess ström och spänning, men för snabba och smutsiga beräkningar kan man anta att dess spänningsfall skulle vara .7V (förutsatt att det är kisel, vilket sannolikt är fallet) eftersom din källa är större än detta värde (annars skulle dioden kunna behandlas som en öppen krets)

Med hjälp av KVL vet vi att VS - VResistor - VDiode = 0 => VResistor = 4.3V

och nu sedan motstånd följer ohm: s lag:

I = VResistor / Resistance = 4.3V / 330 = 13mA

Den totala strömmen som dras från källan kommer dock att vara 4X13mA = 52mA

detta är korrekt, förutom siffrorna. Spänningsfallet för en vanlig Si-diod är 0,7 V, men för lysdioder är det inom området 1,6 V till 2,4 V, beroende på typ. För de röda standard-lysdioderna är det 1,6 V vid standardströmmen.
Lysdioder är inte Si-enheter. Till exempel är de vanliga röda lysdioderna typiskt galliumarsenidfosfid (GaAsP) eller aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs). Översikt: http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Colors_and_materials
Daniel Grillo
2010-10-01 18:38:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ohms lag: V = R x I

Som ni ser är spänningen direkt proportionell mot motstånd och ström. Strömmen genom en ideal spänningskälla bestäms helt av den externa kretsen. Den ideala spänningskällan ändrar inte sin spänning. Så när motståndsvärdet minskar måste strömvärdet öka för att upprätthålla samma spänningsvärde. Ju lägre motståndsvärde desto större är det aktuella värdet.

Varje belastning har motsvarande motstånd. I ditt exempel, när du bara hade en lysdiod med ett 330R-motstånd (belastning), hade du en Req = R1 (vilket värde som helst). När du sätter fler lysdioder och motstånd ändrade du Req till R2. Om R2 < R1, kommer strömmen att öka.

I den verkliga världen har källspänningen en strömgräns som den kan ge. Om det aktuella värdet ökar mycket måste du byta spänningskälla.

Tack så mycket för ditt svar, det har ytterligare klargjort detta för mig. Jag tror att det jag inte fick var att spänningen över komponenter parallellt är densamma och att kretsen bara dränerar den maximala mängden ström som den kan när som helst. Tidigare hade jag tänkt på ström / spänning mindre som en hink med vatten och mer som en kraftslang med fast ström. Genom att klargöra dessa punkter för mig har ni båda tillåtit mig att fullt ut uppskatta grunderna för hur ström och spänning fungerar - något som två startelektronikböcker misslyckades med att göra.
ajs410
2010-10-01 22:01:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du tar upp poängen med en PIC. PIC-stiften kommer antingen att källa eller sänka den ström som krävs för att driva utgångsstiftet till 5V eller 0V.

Låt oss säga att du har en LED-anod ansluten till en PIC-utgångsstift. Katoden ansluts sedan till jord via ditt nuvarande begränsningsmotstånd. Om du säger till PIC att mata ut en 0, så har vi 0V över LED, så ingen ström kommer att strömma genom den.

Nu, låt oss säga att du byter utgången till en 1. Nu finns det 5V över LED och motstånd; utgången börjar källa aktuell. "1" ansluter utgångsstiftet till VDD-skenan på PIC, så det är där strömmen kommer ifrån.

Så nu finns det denna strömström där det inte fanns någon ström tidigare. PIC kräver mer kraft. Tyvärr är strömförsörjningen "långt borta", och det tar lite tid för PIC: s krav att sprida sig över hela linjen, och mer tid för regulatorn att svara, och mer tid för regulatorns svar att sprida sig tillbaka till PIC: s VDD-stift. . Under denna tid kan det finnas ett katastrofalt fall i strömförsörjningen vid VDD-stiftet på PIC.

För att kompensera för detta använder vi bypasskondensatorer . Tänk på dem som små laddpölar. När utgångsstiftet växlar kommer PIC att kräva mer ström och kondensatorn kommer att kunna tillhandahålla en del av den tills regulatorn kan reagera. Det är därför som bypasslock måste placeras så nära VDD / GND-stiften som möjligt ... de måste kunna reagera så snabbt som möjligt när strömmen slås på.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 2.0-licensen som det distribueras under.
Loading...