BUDITE OPSJEŽENI Osnovnom elektronikom !!!!!: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Kad govorimo o elektronici, naš bi se razgovor mogao proširiti na široko područje. Počevši od najprimitivnijih vakuumskih cijevi (tranzistorskih cijevi) ili čak do provođenja ili kretanja elektrona i mogao bi završiti najsofisticiranijim krugovima koji su sada ugrađeni u jedan čip ili hrpa njih ponovno ugrađenih u drugi. Ali uvijek će biti korisno držati se osnovnih koncepata, što nam je pomoglo da izgradimo one najzahtjevnije kakve danas vidimo. Iz mojih zapažanja shvatio sam da će toliko ljudi koji počnu razmišljati o elektronici nekako započeti svoje hobi projekte s integriranim sklopovima ili češće u današnje vrijeme, sa sastavljenim modulima poput arduino ploče, Bluetooth modula, RF modula itd …

Zbog te tendencije nedostaje im prava ZABAVA i UZBUHNOST elektronike. Stoga ću ovdje pokušati prenijeti svoje ideje koje bi čitateljima pomogle da se potaknu da gledaju na elektroniku u široj perspektivi.

Govorili bismo o dvije LEGENDARNE i REVOLUCIONARNE osnovne komponente elektronike:

OTPORNICI i TRANZISTORI. Ovi opisi ne temelje se isključivo na formulama ili teorijama koje obično radimo na nastavi na papiru, već ćemo ih pokušati povezati s nekim škakljivim činjenicama u praktičnom pristupu, što će, vjerujem, zasigurno zadiviti naše prijatelje.

Počnimo istraživati zabavnu suštinu elektronike ……..

Korak 1: OTPORNICI

Otpornik je jedna od poznatih komponenti među hobi momcima. Svi bi bili upoznati s otpornicima. Kao što je jasno iz samog naziva, otpornici su one komponente koje će se oduprijeti struji koja protiče kroz njih. Kao što se opiru strujnom toku, tako i njegovom vrijednost otpora konstantna, napon na volji osigurat će se jednadžbom V = IR koja je naš čudesni ohmov zakon. Sve su to jasni pojmovi.

Sada je vrijeme za lukavu analizu ….samo za zabavu

Imamo radijsku bateriju od 9 volti i otpornik od 3 ohma. Kad spojimo ovaj otpornik preko baterije kao što je prikazano na slici, sigurno ćemo dobiti protok struje kako je prikazano. Kolika će količina struje teći?

Da, nema sumnje, iz vlastitog ohmovog zakona odgovor će biti I = V/R = 9/3 = 3 ampera.

Koja struja od 3 ampera iz radijske baterije na 9 V ???? Ne, to nije moguće.

U stvarnosti, baterija je sposobna dati samo malu količinu struje na 9 volti. Recimo da će dati struju od 100 mililitara struje na 9 volti. Prema zakonu oma otpornik mora biti najmanje 90 ohma kako bi uravnotežio protok. Svaki otpor ispod nje smanjio bi napon na bateriji i povećao struju kako bi se uravnotežio zakon oma. Dakle, kad spojimo otpornik od 3 ohma, napon na bateriji pao bi na V = 0,1*3 = 0,3 volta (gdje je 0,1 amper od 100 mililitara, tj. maksimalna struja baterije). Dakle, doslovno kratkospojimo bateriju koja će je uskoro potpuno isprazniti i učiniti beskorisnom.

Dakle, moramo razmišljati dalje od pukih jednadžbi. OBIČNO RAZUMNI RADOVI !!!

Korak 2: Otpornici za mjerenje šanta

Otpornici se mogu koristiti za mjerenje količine struje koja teče kroz opterećenje, ako nemamo ampermetar.

razmotrite krug kao što je prikazano gore. Opterećenje je spojeno na bateriju od 9 V. Ako je opterećenje uređaj male snage, pretpostavimo da je struja koja teče kroz njega 100 mililpera (ili 0,1 ampera). Sada treba znati točnu količinu struje koja protiče kroz njega mogli bismo upotrijebiti otpornik. Kao što je prikazano na slici, kada je otpornik od 1 ohma serijski spojen na opterećenje, mjerenjem pada napona na otporniku od 1 ohma mogli bismo dobiti točnu vrijednost struje iz ohmskog zakona. To je struja koja će biti I = V/R, ovdje R = 1 ohm. Dakle, I = V. Tako će napon na otporniku osigurati struju koja prolazi kroz krug. Treba zapamtiti da, kada spojimo otpornik u seriju, dolazi do pada napona na otporniku. Vrijednost otpornika je toliko određena da pad nije toliko velik da utječe na normalan rad opterećenja. Zato moramo imati neodređenu predodžbu o rasponu struje koji bi se izvukao opterećenjem, a koje možemo steći praksom i zdravim razumom.

Također bismo ovaj serijski otpornik mogli koristiti kao osigurač. To jest, ako je otpornik od 1 ohma snage 1 vat, to znači da će najveća količina struje koja bi mogla protjecati kroz njega biti 1 amper (iz jednadžbe snage (W) W = I*I*R). Stoga će, ako je opterećenje od 1 ampera maksimalnog strujnog kapaciteta, ovaj otpornik djelovati kao osigurač, a ako bilo koja struja veća od 1 ampera uđe u krug, otpornik će eksplodirati i postati otvoren strujni krug, čime se štiti teret od prekomjernih oštećenja.

Korak 3: TRANZISTORI

Tranzistori su super heroji u elektronici. Jako volim tranzistore. Oni su glavna revolucionarna komponenta koja je revolucionirala cijelo elektroničko polje. Svaki ljubitelj elektronike mora postići jako prijateljstvo s tranzistorima. Sposobni su napraviti vrlo dugačak popis raznolikih elektronika funkcije.

Za početak, svatko bi bio upoznat s definicijom da "Tranzistor znači prijenosni otpor". Ovo je nevjerojatna sposobnost tranzistora. Oni mogu prenijeti otpor u izlaznom dijelu (obično kolektorsko-emiterska linija) kada promijenimo struju u ulaznom odjeljku (obično linija emiter baze).

U osnovi postoje dvije vrste tranzistora: npn tranzistori i pnp tranzistori kako je prikazano na slici.

Ovi tranzistori povezani s različitim vrijednim otpornicima tvorit će brojne logičke krugove, koji čak čine čvrstu stražnju kost našeg modernog dizajna procesorskog čipa.

Korak 4: Npn tranzistori

Općenito se približno uči da se npn tranzistor UKLJUČUJE davanjem pozitivnog potencijala (napona) na bazi. Da, istina je. Ali u široj perspektivi to bismo mogli opisati na sljedeći način.

Kada bazu tranzistora napravimo na 0,7 volti većem potencijalu (naponu) u odnosu na odašiljač tranzistora, tada će tranzistor biti u UKLJUČENOM stanju i struja će teći kroz putanju kolektor-emiter prema zemlji.

Gornja točka puno mi pomaže u rješavanju gotovo svih uobičajenih tranzistorskih logičkih krugova. Ovo je prikazano na gornjoj slici. Polaritet i trenutni put protoka osigurat će mnogo više prijaznosti prema našem tranzistoru.

Kada osiguramo visokih 0,7 volti na bazi, to rezultira protokom struje od baze do odašiljača i naziva se osnovna struja (Ib). Ova struja pomnožena s pojačanjem struje osigurat će protok kolektorske struje.

Rad je sljedeći:

Kad prvi put postavimo 0,7 na bazu, tada je tranzistor UKLJUČEN i struja počinje teći kroz opterećenje. Ako se na neki način poveća napon na bazi i emiteru kako bi se kompenziralo da će tranzistor smanjiti protok bazne struje, zadržavajući tako napon na samom 0,7, ali za razliku od toga struja kolektora se također smanjuje, a struja koja teče kroz opterećenje smanjuje, u stvari se smanjuje i napon na opterećenju. To pokazuje da bi se pri povećanju napona na bazi napon na opterećenju smanjio i time se otkriva invertirajuća priroda prebacivanja tranzistora.

Slično, ako se napon smanji (ali iznad 0,7), tada bi se struja povećala u bazi, a time i povećala na kolektoru i kroz opterećenje, čime bi se povećao napon na opterećenju. Tako će smanjenje baze dovesti do povećanja napona na izlaz, koji također otkriva invertirajuću prirodu pri tranzistorskom prebacivanju.

Ukratko, nastojanje baze da zadrži razliku napona od 0,7 koristimo pod imenom Pojačanje.

Korak 5: Pnp tranzistor

Kao i npn tranzistor, i pnp tranzistor se obično kaže da će, davanjem negativa na bazu, tranzistor biti UKLJUČEN.

Na drugi način, kada bazni napon učinimo 0,7 volta nižim ili manjim od napona emitera, tada struja teče kroz liniju kolektora emitera i opterećenje se napaja strujom. To je prikazano na slici.

Pnp tranzistor koristi se za prebacivanje pozitivnog napona na opterećenje, a npn tranzistori za prebacivanje mase na opterećenje.

Kao i u slučaju npn, kad povećamo razliku između emitera i baze, bazni spoj će nastojati zadržati razliku od 0,7 volta promjenom količine struje kroz njega.

Tako bi podešavanjem količine struje kroz njega u skladu s promjenom napona tranzistor mogao regulirati ravnotežu između ulaza i izlaza, što ih čini vrlo posebnim u aplikacijama.

Korak 6: Zaključak

Sve gore navedene ideje su vrlo osnovne i poznate su mnogim mojim prijateljima. Ali vjerujem da bi to bilo korisno za barem jednu osobu na području elektronike. Uvijek me privlače takve osnovne ideje, koje pomažu da riješim i obrnem inženjering brojnih krugova, kroz koje vjerujem da bismo mogli steći puno iskustva i zabave.

Svim prijateljima želim dobre želje. Hvala.