Hur man konfigurerar motstånd, kondensatorer och transistorer i elektroniska kretsar

I det här inlägget försöker vi utvärdera hur man konfigurerar eller ansluter elektroniska komponenter som motstånd, kondensatorer med elektroniska kretsar genom korrekt beräkning

Vänligen läs mitt tidigare inlägg angående vad är spänning och ström , för att bättre förstå nedanstående förklarade grundläggande elektroniska fakta.

Vad är en motstånd

- Det är en elektronisk komponent som används för att motstå strömmen av elektroner eller strömmen. Den används för att skydda elektroniska komponenter genom att begränsa strömflödet när spänningen ökar.LED: er kräver motstånd i serie av samma anledning så att de kan drivas vid spänningar högre än den angivna värdena. Andra aktiva komponenter som transistorer, mosfeter, triacs, SCR innehåller också motstånd av samma skäl.

Vad är en kondensator?

Det är en elektronisk komponent som lagrar en viss mängd elektrisk laddning eller helt enkelt den applicerade spänningen / strömmen, när dess ledningar är anslutna över relevanta matningspunkter. Komponenten klassas i grunden med ett par enheter, mikrofarad och spänning. 'Microfarad' bestämmer mängden ström den kan lagra och spänningen definierar hur mycket maximal spänning som kan appliceras över den eller lagras i den. Spänningen är kritisk, om den överstiger märkningen kommer kondensatorn helt enkelt att explodera.

Att lagra förmågan hos dessa komponenter innebär att den lagrade energin blir användbar, därför används dessa som filter där den lagrade spänningen används för att fylla tomrummen eller spänningsfördjupningar i källmatningen, och därmed fylla upp eller jämna ut diken i ledningen.

Den lagrade energin blir också användbar när den frigörs långsamt genom en begränsande komponent som ett motstånd. Här blir den tid som kondensatorn tar för att ladda helt eller urladdas perfekt för timerapplikationer, där kondensatorvärdet bestämmer tidsintervallet för enheten. Därför används dessa i timers, oscillatorer etc.

En annan egenskap är att när en kondensator är fulladdad vägrar den att överföra mer ström / spänning och stoppar strömmen över dess ledningar, vilket innebär att den applicerade strömmen passerar över sina ledningar endast under laddningen och blockeras när laddningen är processen är klar.

Denna funktion utnyttjas för att möjliggöra växling av en viss aktiv komponent tillfälligt. Till exempel om en utlösande spänning appliceras på basen av en transistor via en kondensator, skulle den aktiveras endast under ett visst tidsfragment tills kondensatorn blir fulladdad, varefter transistorn slutar leda. Samma sak kan bevittnas med en lysdiod när den matas genom en kondensator den tänds i en bråkdel av en sekund och stängs sedan av.

Vad är en transistor

Det är en halvledarkomponent med tre ledningar eller ben. Benen kan kopplas så att ett ben blir ett vanligt utlopp för de spänningar som appliceras på de andra två benen. Det gemensamma benet kallas emitter, medan de andra två benen heter som bas och samlaren. Basen tar emot kopplingsutlösaren med hänvisning till sändare och detta möjliggör relativt stor spänning och ström för att passera från kollektor till sändare.

Detta arrangemang får det att fungera som en switch. Därför kan all belastning som är ansluten till kollektorn kopplas till eller från med relativt små potentialer vid enhetens bas.

Spänningarna som appliceras vid basen och kollektorn når äntligen den gemensamma destinationen genom sändaren. Sändaren är ansluten till jord för NPN-typ och till positiv för PNP-transistortyper. NPN och PNP kompletterar varandra och fungerar exakt på samma sätt men genom att använda motsatta riktningar eller polariteter med spänningar och strömmar.

Vad är en diod:

Var god hänvisa Denna artikel för fullständig info.

Vad är en SCR:

Det kan jämföras med en transistor och används också som omkopplare i elektroniska kretsar. De tre ledningarna eller benen specificeras som grinden, anoden och katoden. Katoden är den gemensamma terminalen som blir mottagningsvägen för de spänningar som appliceras vid grinden och anoden på enheten. Grinden är utlösande punkt som växlar strömmen som är ansluten till anoden över katodens gemensamma ben.

Men till skillnad från transistorer kräver en SCR-grind högre mängd spänning och ström och dessutom kan enheten användas för att växla uteslutande växelström över dess anod och katod. Därför blir det användbart för att växla växelströmsbelastningar som svar på utlösarna som mottas vid dess grind, men grinden behöver enbart en likspänningspotential för att genomföra operationerna.

Implementering av ovanstående komponenter i en praktisk krets:

Hur konfigurerar jag motstånd, kondensatorer och transistorer i elektroniska kretsar ...?

Att använda och implementera elektroniska delar praktiskt taget i elektroniska kretsar är det ultimata som alla elektroniska hobbyister tänker lära sig och behärska. Även om det är lättare sagt än gjort kan följande exempel hjälpa dig att förstå hur motstånd, kondensatorer, transistorer kan ställas in för att bygga en viss applikationskrets:

Eftersom ämnet kan vara för stort och kan fylla volymer kommer vi bara att diskutera en enda krets som består av transistor, kondensator, motstånd och LED.

I grund och botten är en aktiv komponent i centrum i en elektronisk krets, medan de passiva komponenterna spelar stödrollen.

Låt oss säga att vi vill skapa en regnsensorkrets. Eftersom transistorn är den huvudsakliga aktiva komponenten måste den vara i centrum. Så vi placerar det mitt i schemat.

De tre ledningarna på transistorerna är öppna och behöver den nödvändiga inställningen via de passiva delarna.

Som förklarats ovan är sändaren det vanliga utloppet. Eftersom vi använder en NPN-typ av transistor, måste emittern gå till marken, så vi ansluter den till marken eller kretsens negativa matningsskena.

Basen är huvudavkänningen eller utlösningsingången, så denna ingång måste anslutas till sensorelementet. Sensorelementet här är ett par metallanslutningar.

En av terminalerna är ansluten till den positiva matningen och den andra terminalen måste anslutas till transistorns bas.

Sensorn används för att detektera närvaron av regnvatten. När regnet börjar börjar vattendropparna överbrygga de två terminalerna. Eftersom vatten har lågt motstånd börjar det läcka ut den positiva spänningen över sina terminaler, till basen på transistorn.

Denna läckande spänning matar basen på transistorn och når under tiden marken genom sändaren. I det ögonblick som detta händer, enligt enhetens egendom, öppnar det grindarna mellan samlaren och sändaren.

Det betyder att om vi nu ansluter en positiv spänningskälla till kollektorn, kommer den omedelbart att anslutas till marken via dess sändare.

Därför kopplar vi transistorns kollektor till det positiva, men vi gör detta via belastningen så att lasten fungerar med omkopplingen, och det är precis vad vi letar efter.

Simulerar vi ovanstående operation snabbt ser vi att den positiva matningen läcker genom sensorns metallanslutningar, berör basen och fortsätter sin kurs för att äntligen nå marken och slutföra baskretsen, men denna operation drar omedelbart kollektorspänningen till marken via sändaren, slå på lasten som är en summer här. Summern låter.

Denna inställning är den grundläggande inställningen, men den behöver många korrigeringar och kan också ändras på många olika sätt.

Tittar vi på schemat hittar vi att kretsen inte innehåller ett basmotstånd eftersom vattnet i sig fungerar som ett motstånd, men vad händer om sensorpolerna av misstag kortsluts, skulle hela strömmen dumpas till basen på transistorn och steka den omedelbart.

Därför lägger vi av säkerhetsskäl till ett motstånd till transistorns bas. Basmotståndets värde bestämmer dock hur mycket utlösande ström som kan komma in över bas- / emitterstiften och påverkar därför i sin tur kollektorströmmen. Omvänt bör basmotståndet vara sådant att det tillåter tillräcklig ström att dras från kollektorn till emittern, vilket möjliggör perfekt omkoppling av kollektorbelastningen.

För enklare beräkningar kan vi som en tumregel anta att grundmotståndsvärdet är 40 gånger mer än kollektorns belastningsmotstånd.

Så i vår krets, förutsatt att vi antar att samlarbelastningen är en summer, mäter vi summerns motstånd som uppgår till att säga 10K. 40 gånger 10K betyder att basmotståndet måste vara någonstans runt 400K, men vi finner att vattenmotståndet är cirka 50K, så att dra av detta värde från 400K får vi 350K, det är det basmotståndsvärde vi måste välja.

Antag nu att vi vill ansluta en LED till den här kretsen istället för en summer. Vi kan inte ansluta lysdioden direkt till transistorns kollektor eftersom lysdioder också är sårbara och kräver ett strömbegränsande motstånd om driftspänningen är högre än den angivna framspänningen.

Därför ansluter vi en LED i serie med ett 1K-motstånd över kollektorn och positivt för ovanstående krets, och ersätter summern.

Nu kan motståndet i serie med LED betraktas som kollektorns belastningsmotstånd.

Så nu bör basmotståndet vara 40 gånger detta värde, vilket uppgår till 40K, men själva vattenmotståndet är 150K, betyder att basmotståndet redan är för högt, vilket betyder att när regnvatten överbryggar sensorn kommer inte transistorn att kunna slå på LED-lampan starkt, snarare lyser den väldigt svagt.

Så hur kan vi lösa detta problem?

Vi måste göra transistorn mer känslig, så vi ansluter en annan transistor för att hjälpa den befintliga i en Darlington-konfiguration. Med detta arrangemang blir transistorparet mycket känsligt, åtminstone 25 gånger känsligare än den tidigare kretsen.

25 gånger mer känslighet betyder att vi kan välja ett basmotstånd som kan vara 25 + 40 = 65 till 75 gånger kollektormotståndet, vi får det maximala intervallet på cirka 75 till 10 = 750K, så detta kan ses som basens totala värde motstånd.

Om vi ​​drar av 150K vattenmotstånd från 750K får vi 600K, så det är basmotståndsvärdet vi kan välja för den nuvarande konfigurationen. Kom ihåg att fallmotståndet kan vara vilket värde som helst så länge det uppfyller två villkor: det värmer inte upp transistorn och det hjälper till att växla kollektorbelastningen tillfredsställande. Det är allt.

Antag att vi lägger till en kondensator över basen på transistorn och marken. Kondensatorn, som förklarats ovan, kommer initialt att lagra viss ström när det börjar regna genom läckage över sensoranslutningarna.

Nu när regnet slutar och sensorbryggläckaget kopplas bort, fortsätter transistorn fortfarande att låta summern ... hur? Den lagrade spänningen inuti kondensatorn matar nu transistorbasen och håller den PÅ tills den har urladdats under basomkopplingsspänningen. Detta visar hur en kondensator kan fungera i en elektronisk krets.