DC áramkör elmélet

Mi a DC?

Általános iskolában megtanultuk, hogy mindent atomok alkotnak. Ez három részecske terméke: elektronok, protonok és neutronok. Ahogy a neve is sugallja, a neutronnak nincs töltése, míg a protonok pozitívak és az elektronok negatívak.

Az atomokban az elektronok és a neutronok stabil formációban maradnak együtt, de ha bármilyen külső folyamat révén az elektronok el vannak választva az atomoktól, akkor mindig az előző helyzetben akarnak megtelepedni, így vonzódást vált ki a protonok felé. Ha ezeket a szabad elektronokat használjuk, és egy áramkört létrehozó vezető belsejébe toljuk, akkor a potenciális vonzás előidézi a potenciálkülönbséget.

Ha az elektron áramlása nem változtatja meg az útját, és egyirányú áramlásokban vagy mozgásokban van egy áramkör belsejében, akkor DC vagy egyenáramnak nevezzük. A DC feszültség az állandó feszültségforrás.

Egyenáram esetén a polaritás soha nem fordul meg és nem változik az idő függvényében, míg az áram áramlása az idő függvényében változhat.

Ahogy a valóságban, itt sincs tökéletes állapot. Abban az áramkörben, ahol szabad elektronok folynak, ez is igaz. Ezek a szabad elektronok nem önállóan áramlanak, mivel a vezető anyagok nem tökéletesek ahhoz, hogy az elektronokat szabadon áramolhassák. Bizonyos korlátozásokkal szembeszáll az elektron áramlásával. Ebben a kérdésben minden elektronika / elektromos áramkör három alapvető egyedi mennyiségből áll, amelyeket VI R-nek nevezünk.

• Feszültség (V)
• Áram (I)
• És ellenállás (R)

Ez a három dolog az alapvető alapvető mennyiség, amely szinte minden esetben megjelenik, amikor valamit látunk vagy leírunk, vagy olyasmit készítünk, amely kapcsolatban áll az elektromos vagy az elektronikai cikkekkel. Mindkettő jól kapcsolódik egymáshoz, de három különálló dolgot jelöltek meg az Elektronika vagy az Elektromos alapismeretek részben.

Mi a jelenlegi?

Amint azt korábban elmondtuk, szabadon elválasztott elektronok áramlanak az áramkör belsejében; ezt az elektronáramot (töltés) áramnak nevezzük. Ha egy áramkörön feszültségforrást alkalmaznak, a negatív töltésű részecskék folyamatosan, egyenletes sebességgel áramlanak. Ezt az áramot amperben mérjük, SI egységenként, és I vagy i jelöléssel. Ennek az egységnek megfelelően 1 Amper az 1 másodperc alatt leadott villamos energia mennyisége. A töltés alapegysége coulomb.

Az 1A. Ábra egy 1 coulomb töltés, amelyet egy áramkör vagy vezető 1 másodperc alatt továbbít. Tehát a Formula az

1A = 1 C / S

Ahol C-t coulomb-ként jelöljük, S-t pedig a második.

Gyakorlati forgatókönyv szerint az elektronok a negatív forrásból a tápegység pozitív forrásába áramlanak, de az áramkörrel kapcsolatos jobb megértés érdekében a hagyományos áramlás feltételezi, hogy az áram a pozitívból a negatív terminálba áramlik.

Egyes kapcsolási rajzokon gyakran látni fogjuk, hogy kevés I vagy i jelű nyíl mutat az áramok áramlására, amely a hagyományos áramlás. Látni fogjuk, hogy a fali kapcsolótáblán az áram használata „Legfeljebb 10 Amper névleges” vagy a telefon töltőben „A maximális töltési áram 1 Amper ” stb.

Az áramot előtagként is használják, többszörös alegységekkel, mint Kilo amperek (10 ³ V), milli-amperek (10 ^-3 A), mikro-amperek (10 ^-6 A), nano-amperek (10 ^-9 A) stb.

Mi az a feszültség?

A feszültség az áramkör két pontja közötti potenciálkülönbség. Értesíti az elektromos töltésként tárolt potenciális energiát egy elektromos tápegységen. Jelölhetjük vagy megmérhetjük az áramköri csomópontok, csomópontok stb. Bármely két pontja közötti feszültségkülönbséget.

Két pont közötti különbség, amelyet potenciálkülönbségnek vagy feszültségesésnek nevezünk .

Ezt a feszültségesést vagy potenciálkülönbséget V-ban vagy V szimbólumban mérik. Több feszültség nagyobb kapacitást és több visszatartást jelent a töltésnél.

Az előzőekben leírtak szerint az állandó feszültségforrást egyenfeszültségnek nevezzük. Ha a feszültség idővel változik, akkor váltakozó áramú vagy váltakozó áramról van szó.

Az egy volt definíció szerint egy joule energiafogyasztása egy coulomb elektromos töltésénként. A kapcsolat a leírt módon történik

V = potenciális energia / töltés vagy 1V = 1 J / C

Ahol J-t Joule-ként jelöljük, C-t pedig coulomb-ként.

Egy volt feszültségesés akkor fordul elő, amikor 1 amperes áram áramlik át 1 ohmos ellenálláson.

1V = 1A / 1R

Ahol A amper, R pedig ellenállás ohmban.

Feszültség is használják, mint egy előtagot törtrésze, mint kilovolt (10 ³ V), milivolt (10 ^-3 V), mikro-voltos (10 ^-6 V), nano-voltos (10 ^-9 V) stb Feszültség is negatív és pozitív feszültségként jelöljük.

A váltóáramú feszültség általában megtalálható az otthoni csatlakozókban. Indiában 220 V AC, USA-ban 110 V AC stb. DC feszültséget kaphatunk, ha ezt a váltakozó áramot DC-vé alakítjuk át, vagy akkumulátorokból, napelemekből, különféle tápegységekből, valamint telefonos töltőkből. A DC-t váltóárammá is alakíthatjuk az inverterek segítségével.

Nagyon fontos megjegyezni, hogy a feszültség áram nélkül is létezhet, mivel ez két pont közötti feszültségkülönbség vagy potenciálkülönbség, de az áram nem tud áramolni két pont közötti feszültségkülönbség nélkül.

Mi az ellenállás?

Ahogy ebben a világban, semmi sem ideális, minden anyag rendelkezik bizonyos specifikációkkal, amelyek ellenállnak az elektronok áramlásának, amikor onnan haladnak. Az anyag ellenállóképessége az ellenállása, amelyet Ohm-ban (Ω) vagy Omega-ban mérnek. Ugyanaz, mint az áram és a feszültség, az ellenállásnak is van előtagja többszörös részekre, például Kilo-ohmokra (10 ³ Ω), mili-ohmokra (10 ^-3 Ω), mega-ohmokra (10 ⁶ Ω) stb. Az ellenállás nem mérhető negatívban; ez csak pozitív érték.

Az ellenállás jelzi, hogy az az anyag, amelyből az áram folyik, jó vezető, alacsony ellenállást jelent, vagy rossz vezető nagy ellenállást jelent. Az 1 Ω nagyon alacsony ellenállás az 1M Ω-hoz képest.

Tehát vannak olyan anyagok, amelyek nagyon alacsony ellenállással rendelkeznek, és jó vezetői az áramnak. Mint például a réz, arany, ezüst, alumínium stb. Másrészről számos olyan anyag van, amelyek nagyon nagy ellenállással rendelkeznek, így rosszul vezetik az áramot, mint például üveg, fa, műanyag, és a nagy ellenállás és a rossz áramvezetési képesség miatt főként szigetelésre használják szigetelőként.

Emellett speciális típusú anyagok széles körben használják az elektronika számára különleges képességek áramvezetôvé között a rossz és a jó vezetők, ez a félvezetők, a neve is mutatja, hogy a természet, félvezető. A tranzisztorok, a dióda, az integrált áramkörök félvezető segítségével készülnek. A germánium és a szilícium széles körben használt félvezető anyag ebben a szegmensben.

Amint azt korábban említettük, az ellenállás nem lehet negatív. De az ellenállásnak két külön szegmense van, az egyik lineáris, a másik a nem bélés szegmensben van. Speciális határokkal kapcsolatos matematikai számítást alkalmazhatunk ennek a lineáris ellenállásnak az ellenállóképessége kiszámításához, másrészt a nem lineáris szegmentált ellenállásnak nincs megfelelő meghatározása vagy kapcsolata az ellenállások közötti feszültség és áramáram között.

Ohm törvény és VI kapcsolat:

Georg Simon Ohm, más néven Georg Ohm német fizikus, arányos kapcsolatot talált a feszültségesés, az ellenállás és az áram között. Ez a kapcsolat Ohms törvény néven ismert.

Megállapításában kimondják, hogy a vezetőn áthaladó áram egyenesen arányos a rajta lévő feszültséggel. Ha ezt a megállapítást matematikai formációvá alakítjuk, akkor ezt látni fogjuk

Áram (amper) = feszültség / ellenállás I (amper) = V / R

Ha e két entitásból ismerjük a két érték bármelyikét, megtalálhatjuk a harmadikat is.

A fenti képletből meg fogjuk találni a három entitást, és a képlet a következő lesz: -

Feszültség	V = I x R	A kimenet feszültség (V) lesz
Jelenlegi	I = V / R	A kimenet amperben (A) aktuális lesz
Ellenállás	R = V / I	A kimenet ellenállása Ohm-ban (Ω) lesz

Lássuk ennek a háromnak a különbségét egy olyan áramkör segítségével, ahol a terhelés ellenállás, és az áram mérésére Am-métert, a feszültség mérésére a Volt-métert használjuk.

A fenti képen egy ampermérő sorba van kapcsolva, és az ellenállást terhelő áramot szolgáltatja, másrészt a feszültség mérésére a forráson keresztül csatlakoztatott voltmérő.

Fontos megjegyezni, hogy az ampermérőnek 0 ellenállásúnak kell lennie, mivel állítólag 0 ellenállást kell biztosítania a rajta átáramló áramra, és hogy ez megtörténjen, ideális 0 ohmos ampermérőt sorozatosan csatlakoztatnak, de mivel a feszültség a potenciális különbség két csomópont közül a voltmérő párhuzamosan csatlakozik.

Ha lineárisan megváltoztatjuk a feszültségforrás áramát vagy a feszültségforrás feszültségét, vagy a terhelés ellenállását a forrás felett, majd megmérjük az egységeket, akkor az alábbi eredményt kapjuk:

Ebben a grafikonban, ha R = 1, akkor az áram és a feszültség arányosan növekszik. V = I x 1 vagy V = I. tehát ha az ellenállás rögzített, akkor a feszültség az árammal növekszik, vagy fordítva.

Mi az a hatalom?

Az áramot vagy létrehozzák, vagy fogyasztják, egy elektronikus vagy elektromos áramkörben a teljesítményt arra használják, hogy információt szolgáltassanak arról, hogy az áramkör mennyi energiát fogyaszt annak megfelelő kimenetéhez.

A természet szabályai szerint az energiát nem lehet megsemmisíteni, de át lehet adni, például az elektromos energiát mechanikai energiává alakítani, amikor a villamos energiát egy motoron alkalmazzák, vagy az elektromos energiát hővé alakítani, amikor a fűtőtestre alkalmazzák. Ezért a fűtőberendezésnek energiára van szüksége, amely teljesítmény, a megfelelő hőelvezetés biztosításához. Ez a teljesítmény a fűtőberendezés névleges teljesítménye maximális teljesítmény mellett.

A teljesítményt W szimbólummal jelöljük, és WATT-ban mérjük.

A teljesítmény a feszültség és az áram szorzata. Így, P = V x I

Ahol, P jelentése erő watt-ban, V jelentése feszültség és I jelentése Amper vagy áram.

Van olyan előtagja is, mint a Kilo-Watt (10 ³ W), a mili-Watt (10 ^-3 W), a mega-Watt (10 ⁶ W) stb.

Mivel az Ohm-törvény V = I x R és a hatványtörvény P = V x I, így a V értékét a hatványtörvénybe V = I x R képlet segítségével tehetjük. Akkor a hatalmi törvény lesz

P = I * R * I Vagy P = I ² R

Ugyanazon dolog elrendezésével megtalálhatjuk a legkevesebbet, ha más nem áll rendelkezésre, a képleteket az alábbi mátrixban átrendezzük:

Tehát minden szegmens három képletből áll. Bármely esetben, ha az ellenállás 0 lett, akkor az áram végtelen lesz, ezt rövidzárlatnak nevezzük. Ha a feszültség 0 lett, akkor az áram nem létezik, és a teljesítmény 0 lesz, ha az áram 0 lesz, akkor az áramkör nyitott áramköri állapotban van, ahol a feszültség van, de az áram nem, így ismét a teljesítmény lesz 0, ha a teljesítmény 0 akkor az áramkör nem fogyaszt vagy állít elő energiát.

Elektron áramlás koncepció

Az áramáramlás vonzerőnként folyik. A valóságban, mivel az elektronok negatív részecskék, és az áramforrás negatív termináljáról pozitív termináljára áramlanak. Tehát a tényleges áramkörökben az elektronáram negatív terminálról pozitív terminálra áramlik, de a hagyományos áramlásban, amint azt korábban leírtuk, feltételezzük, hogy az áram pozitívról negatív terminálra áramlik. A következő képen nagyon könnyen megértjük az áram áramlását.

Bármi legyen is az irány, ez nem befolyásolja az áramkör áramának áramlását. Könnyebb megérteni a hagyományos áramot pozitívról negatívra. Az egyirányú áramlás egyenáram vagy egyenáram, és váltakozó irányúnak vagy váltakozó áramnak nevezik az irányát.

Gyakorlati példák

Lássunk két példát a dolgok jobb megértéséhez.

1. Ebben az áramkörben egy 12 V DC forrást csatlakoztatnak egy 2Ω terhelésre, kiszámolja az áramkör fogyasztását?

Ebben az áramkörben a teljes ellenállás terhelési ellenállás, tehát R = 2 és a bemeneti feszültség 12 V DC, tehát V = 12 V. A jelenlegi áramlás az áramkörben

I = V / R I = 12/2 = 6 Amper

Mivel a teljesítmény (W) = feszültség (V) x amper (A) a teljes teljesítmény 12 x 6 = 72 W lesz.

Az értéket Ampere nélkül is kiszámíthatjuk.

Teljesítmény (W) = Power = feszültség ² / Ellenállás Power = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 Watt

Bármi legyen is a képlet, a kimenet ugyanaz lesz.

2. Ebben az áramkörben a teljes energiafogyasztás a terhelésen 30 Watt, ha 15V DC tápellátást csatlakoztatunk, mekkora áramra van szükség?

Ebben az áramkörben a teljes ellenállás ismeretlen. A bemeneti tápfeszültség 15 V DC, így a V = 15 V DC és az áramkörön átáramló teljesítmény 30 W, tehát a P = 30 W. A jelenlegi áramlás az áramkörben

I = P / VI = 30/15 2 Amper

Tehát az áramkör 30 W-os áramellátásához 15 V-os egyenáramú áramforrásra van szükségünk, amely képes 2 Amper vagy egyenáramú áram leadására, mivel az áramkör 2Amp-os áramot igényel.