Cum se configurează rezistențe, condensatoare și tranzistoare în circuite electronice

În acest post încercăm să evaluăm modul de configurare sau conectare a componentelor electronice, cum ar fi rezistențele, condensatoarele cu circuite electronice printr-un calcul corect

Vă rog să citiți postarea mea anterioară cu privire la ce este tensiunea și curentul , pentru a înțelege mai eficient faptele electronice de bază explicate mai jos.

Ce este un rezistor

- Este o componentă electronică utilizată pentru a rezista fluxului de electroni sau curentului. Este utilizat pentru a proteja componentele electronice prin restricționarea fluxului de curent atunci când crește tensiunea. LED-urile necesită rezistențe în serie din același motiv, astfel încât să poată fi acționate la tensiuni mai mari decât valoarea nominală specificată. Alte componente active, cum ar fi tranzistoare, mosfete, triac-uri, SCR-uri, încorporează, de asemenea, rezistențe din aceleași motive.

Ce este un condensator

Este o componentă electronică care stochează o anumită cantitate de încărcare electrică sau pur și simplu tensiunea / curentul aplicat, atunci când cablurile sale sunt conectate la punctele de alimentare relevante. „Microfarad” decide cantitatea de curent pe care o poate stoca și tensiunea definește câtă tensiune maximă poate fi aplicată peste ea sau stocată în ea. Tensiunea nominală este critică, dacă depășește marcajul, condensatorul va exploda pur și simplu.

Capacitatea de stocare a acestor componente înseamnă că energia stocată devine utilizabilă, prin urmare acestea sunt utilizate ca filtre în care tensiunea stocată este utilizată pentru umplerea spațiilor goale sau depresiunilor de tensiune din sursa de alimentare, umplând astfel sau netezind șanțurile din linie.

Energia stocată devine aplicabilă și atunci când este eliberată încet printr-o componentă restrictivă, cum ar fi un rezistor. Aici, timpul consumat de condensator pentru încărcarea completă sau descărcarea completă devine ideal pentru aplicațiile cu temporizator, unde valoarea condensatorului decide intervalul de sincronizare al unității. Prin urmare, acestea sunt utilizate în temporizatoare, oscilatoare etc.

O altă caracteristică este că, odată ce un condensator este complet încărcat, acesta refuză să mai treacă curent / tensiune și oprește fluxul curentului prin conductorii săi, ceea ce înseamnă că curentul aplicat trece prin conductorii săi numai în cursul încărcării și este blocat odată cu încărcarea. procesul este finalizat.

Această caracteristică este exploatată pentru a permite momentan comutarea unei anumite componente active. De exemplu, dacă o tensiune de declanșare este aplicată la baza unui tranzistor prin intermediul unui condensator, aceasta va fi activată numai pentru un anumit fragment de timp, până când condensatorul se va încărca complet, după care tranzistorul încetează să mai conducă. Același lucru poate fi observat cu un LED atunci când este alimentat printr-un condensator, acesta se aprinde o fracțiune de secundă și apoi se oprește.

Ce este un tranzistor

Este o componentă semiconductoare având trei fire sau picioare. Picioarele pot fi cablate astfel încât un picior să devină o priză comună pentru tensiunile aplicate celorlalte două picioare. Piciorul comun se numește emițător, în timp ce celelalte două picioare sunt denumite bază și colector. Baza primește declanșatorul de comutare cu referire la emițător și acest lucru permite o tensiune și curent relativ uriaș pentru trecerea de la colector la emițător.

Acest aranjament îl face să funcționeze ca un comutator. Prin urmare, orice sarcină conectată la colector poate fi pornită sau oprită cu potențiale relativ mici la baza dispozitivului.

Tensiunile aplicate la bază și colector ajung în cele din urmă la destinația comună prin emițător. Emițătorul este conectat la masă pentru tipul NPN și la pozitiv pentru tipurile de tranzistoare PNP. NPN și PNP sunt complementare unele cu altele și funcționează exact în același mod, dar folosind direcțiile opuse sau polaritățile cu tensiuni și curenți.

Ce este o diodă:

Vă rugăm să consultați Acest articol pentru informații complete.

Ce este un SCR:

Poate fi destul de comparat cu un tranzistor și este folosit și ca întrerupător în circuitele electronice. Cele trei conductoare sau picioare sunt specificate ca poartă, anod și catod. Catodul este terminalul comun care devine calea de recepție a tensiunilor aplicate la poartă și anodul dispozitivului. Poarta este punctul de declanșare care comută puterea conectată la anod pe piciorul comun al catodului.

Totuși, spre deosebire de tranzistoare, poarta unui SCR necesită o cantitate mai mare de tensiune și curent și, în plus, dispozitivul poate fi utilizat pentru comutarea exclusiv de curent alternativ între anod și catod. Prin urmare, devine util pentru comutarea încărcărilor de curent alternativ ca răspuns la declanșatoarele primite la poarta sa, dar poarta va avea nevoie doar de un potențial continuu pentru implementarea operațiunilor.

Implementarea componentelor de mai sus într-un circuit practic:

Cum se configurează rezistoare, condensatoare și tranzistoare în circuite electronice ......?

Utilizarea și implementarea componentelor electronice practic în circuite electronice este cel mai bun lucru pe care orice pasionat electronic intenționează să îl învețe și să îl stăpânească. Deși este mai ușor de spus decât de făcut, următoarele câteva exemple vă vor ajuta să înțelegeți cum se pot configura rezistențe, condensatori, tranzistoare pentru construirea unui anumit circuit de aplicație:

Deoarece subiectul poate fi prea mare și poate umple volume, vom discuta doar un singur circuit care cuprinde tranzistor, condensator, rezistențe și LED.

Practic, o componentă activă ocupă locul central într-un circuit electronic, în timp ce componentele pasive îndeplinesc rolul de susținere.

Să presupunem că vrem să realizăm un circuit senzor de ploaie. Deoarece tranzistorul este principala componentă activă, trebuie să ia locul central. Așa că îl plasăm chiar în centrul schemei.

Cele trei cabluri ale tranzistoarelor sunt deschise și necesită configurarea necesară prin intermediul părților pasive.

Așa cum s-a explicat mai sus, emițătorul este ieșirea comună. Deoarece utilizăm un tranzistor de tip NPN, emițătorul trebuie să meargă la sol, așa că îl conectăm la sol sau la șina de alimentare negativă a circuitului.

Baza este intrarea principală de detectare sau de declanșare, astfel încât această intrare trebuie conectată la elementul senzor. Elementul senzor aici este o pereche de terminale metalice.

Unul dintre terminale este conectat la sursa pozitivă, iar celălalt terminal trebuie conectat la baza tranzistorului.

Senzorul este utilizat pentru a detecta prezența apei de ploaie. În momentul în care începe ploaia, picăturile de apă pun în punte cele două terminale. Deoarece apa are o rezistență scăzută, începe să scurgă tensiunea pozitivă prin bornele sale, la baza tranzistorului.

Această tensiune de scurgere alimentează baza tranzistorului și, în curs, ajunge la sol prin emițător. În momentul în care se întâmplă acest lucru, conform proprietății dispozitivului, acesta deschide porțile dintre colector și emițător.

Înseamnă că acum, dacă conectăm o sursă de tensiune pozitivă la colector, aceasta va fi imediat conectată la pământ prin intermediul emițătorului său.

Prin urmare, conectăm colectorul tranzistorului la pozitiv, totuși facem acest lucru prin sarcină, astfel încât sarcina să funcționeze odată cu comutarea și exact asta căutăm.

Simulând rapid operația de mai sus, vedem că alimentarea pozitivă se scurge prin bornele metalice ale senzorului, atinge baza și continuă cursul pentru a ajunge în final la sol completând circuitul de bază, totuși această operațiune trage instantaneu tensiunea colectorului la sol prin intermediul emițătorului, pornind sarcina care este un buzzer aici. Sunetul sonor.

Această configurație este configurația de bază, totuși are nevoie de multe corecții și, de asemenea, poate fi modificată în mai multe moduri diferite.

Privind schema, constatăm că circuitul nu include un rezistor de bază, deoarece apa în sine acționează ca un rezistor, dar ce se întâmplă dacă bornele senzorului sunt scurtcircuitate accidental, întregul curent ar fi aruncat la baza tranzistorului, prăjindu-l imediat.

Prin urmare, din motive de siguranță, adăugăm un rezistor la baza tranzistorului. Cu toate acestea, valoarea rezistenței de bază decide cât de mult curent de declanșare poate intra pe pinii de bază / emițător și, prin urmare, afectează curentul colectorului. În schimb, rezistența de bază trebuie să fie astfel încât să permită tragerea unui curent suficient de la colector la emițător, permițând comutarea perfectă a sarcinii colectorului.

Pentru calcule mai ușoare, de regulă, putem presupune că valoarea rezistenței de bază este de 40 de ori mai mare decât rezistența la sarcină a colectorului.

Deci, în circuitul nostru, presupunând că încărcarea colectorului este un buzzer, măsurăm rezistența buzzerului, care înseamnă 10K. De 40 de ori 10K înseamnă că rezistența de bază trebuie să fie undeva la 400K, totuși găsim că rezistența la apă este de aproximativ 50K, deci deducând această valoare din 400K, obținem 350K, aceasta este valoarea rezistenței de bază pe care trebuie să o selectăm.

Acum, să presupunem că vrem să conectăm un LED la acest circuit în loc de un buzzer. Nu putem conecta LED-ul direct la colectorul tranzistorului, deoarece LED-urile sunt, de asemenea, vulnerabile și vor necesita un rezistor de limitare a curentului dacă tensiunea de funcționare este mai mare decât tensiunea sa specificată înainte.

Prin urmare, conectăm un LED în serie cu un rezistor de 1K peste colector și pozitiv al circuitului de mai sus, înlocuind soneria.

Acum rezistența în serie cu LED-ul poate fi considerată rezistența la sarcină a colectorului.

Deci, acum rezistența de bază ar trebui să fie de 40 de ori mai mare decât această valoare, care se ridică la 40K, cu toate acestea, rezistența la apă în sine este de 150K, înseamnă că rezistența de bază este deja prea mare, ceea ce înseamnă că atunci când apa de ploaie conectează senzorul, tranzistorul nu va putea să porniți LED-ul puternic, mai degrabă îl va lumina foarte slab.

Deci, cum putem rezolva această problemă?

Trebuie să facem tranzistorul mai sensibil, așa că conectăm un alt tranzistor pentru a-l ajuta pe cel existent într-o configurație Darlington. Cu acest aranjament, perechea de tranzistori devine extrem de sensibilă, de cel puțin 25 de ori mai sensibilă decât circuitul anterior.

De 25 de ori mai multă sensibilitate înseamnă că putem selecta o rezistență de bază care poate fi de 25 + 40 = 65 până la 75 de ori mai mare decât rezistența colectorului, obținem intervalul maxim de aproximativ 75 în 10 = 750K, deci aceasta poate fi luată ca valoare totală a bazei rezistor.

Reducând rezistența la apă de 150K de la 750K obținem 600K, deci aceasta este valoarea rezistenței de bază pe care o putem alege pentru configurația actuală. Amintiți-vă că rezistența de caz poate avea orice valoare atâta timp cât îndeplinește două condiții: nu încălzește tranzistorul și ajută la comutarea satisfăcătoare a sarcinii colectorului. Asta este.

Acum, să presupunem că adăugăm un condensator pe baza tranzistorului și a solului. Condensatorul, așa cum s-a explicat mai sus, va stoca inițial ceva curent atunci când începe ploaia prin scurgerile de pe bornele senzorului.

Acum, după ce ploaia se oprește și scurgerea podului senzorului este deconectată, tranzistorul continuă să conducă sunetul sonerului ... cum? Tensiunea stocată în interiorul condensatorului alimentează acum baza tranzistorului și o menține pornită până când se descarcă sub tensiunea de comutare a bazei. Aceasta arată cum ar putea servi un condensator într-un circuit electronic.