Теория на постояннотокови вериги

Какво е DC?

В началното училище научихме, че всичко се прави от атоми. Това е продукт от три частици: електрони, протони и неутрони. Както подсказва името, неутронът няма никакъв заряд, докато протоните са положителни, а електроните отрицателни.

В атома електроните протони и неутрони остават заедно в стабилна формация, но ако чрез някакъв външен процес електроните се отделят от атомите, те винаги ще искат да се установят в предишното положение, така че това ще създаде привличане към протоните. Ако използваме тези свободни електрони и го вкараме в проводник, който образува верига, потенциалното привличане поражда потенциална разлика.

Ако потокът на електрона не променя пътя си и е в еднопосочни потоци или движения във верига, той се нарича DC или постоянен ток. DC напрежението е източникът на постоянно напрежение.

В случай на постоянен ток, полярността никога няма да се обърне или промени по отношение на времето, докато потокът на тока може да варира във времето.

Както в действителност, няма перфектно състояние. В случай на верига, където текат свободни електрони, това също е вярно. Тези свободни електрони не текат независимо, тъй като проводящите материали не са идеални, за да позволят на електроните да текат свободно. Той наистина се противопоставя на потока на електрон чрез определено правило за ограничения. За този брой всяка електроника / електрическа верига се състои от три основни индивидуални величини, които се наричат ​​VI R.

• Напрежение (V)
• Ток (I)
• И съпротивление (R)

Тези три неща са основните фундаментални величини, които се появяват почти във всички случаи, когато виждаме или описваме нещо или правим нещо, което е свързано с Електричество или Електроника. И двамата са добре свързани, но са обозначили три отделни неща в основите на електрониката или електротехниката.

Какво е Current?

Както беше посочено по-рано, свободните разделени електрони протичат вътре в схемата; този поток от електрони (заряд) се нарича Ток. Когато източник на напрежение, прилаган през верига, частиците с отрицателен заряд непрекъснато текат с еднаква скорост. Този ток се измерва в ампери според единица SI и се обозначава като I или i. Според тази единица 1 ампер е количеството електричество, пренесено за 1 секунда. Основната единица на зареждане е кулон.

1А е 1 кулон заряд, пренесен във верига или проводник за 1 секунда. Така че Формулата е

1A = 1 C / S

Където С е означен като кулон, а S е втори.

В практически сценарий, електроните преминават от отрицателния източник към положителния източник на захранването, но за по-добро разбиране на конвенционалния токов поток се приема, че токът преминава от положителния към отрицателния извод.

В някои електрически схеми често ще видим, че на малко стрелки с I или i е посочен потокът от токове, което е конвенционалният поток на тока. Ще видим използването на тока на таблото за превключване на стената като „Максимално 10 ампера номинално“ или в зарядното на телефона „максималният ток на зареждане е 1 ампер “ и др

Токът също се използва като префикс с подмножител като Кило ампера (10 ³ V), милиа ампери (10 ^-3 A), микроампери (10 ^-6 A), наноампери (10 ^-9 A) и др.

Какво е напрежение?

Напрежението е потенциалната разлика между две точки на верига. Той уведомява за потенциалната енергия, съхранявана като електрически заряд в точка за електрозахранване. Можем да обозначим или измерим разликата в напрежението между всякакви две точки във възлите на веригата, кръстовището и т.н.

Разликата между две точки се нарича потенциална разлика или спад на напрежението.

Този спад на напрежението или потенциалната разлика се измерва във волта със символа V или v. Повече напрежение означава повече капацитет и повече задържания върху зареждането.

Както е описано преди, източникът на постоянно напрежение се нарича DC напрежение. Ако напрежението се променя периодично с времето, това е променливо напрежение или променлив ток.

Един волт по дефиниция е консумацията на енергия от един джаул на електрически заряд от един кулон. Връзката е както е описана

V = потенциална енергия / заряд или 1V = 1 J / C

Където J се означава като Joule, а C е кулон.

Спад на напрежение от един волт възниква, когато ток от 1 ампер протича през съпротивление от 1 ома.

1V = 1A / 1R

Където А е ампер, а R е съпротивление в ома.

Напрежението също се използва като префикс с подмножител като Киловолт (10 ³ V), миливолт (10 ^-3 V), микроволт (10 ^-6 V), нановолт (10 ^-9 V) и др. Напрежението също е обозначени като отрицателно напрежение, както и положително напрежение.

Променливотоково напрежение често се среща в домашните контакти. В Индия това е 220V AC, в САЩ е 110V AC и т.н. Можем да получим постояннотоково напрежение чрез преобразуване на този AC в DC или от батерии, слънчеви панели, различни захранващи устройства, както и телефонни зарядни устройства. Също така можем да преобразуваме DC в AC чрез инвертори.

Много е важно да запомните, че напрежението може да съществува без ток, тъй като това е разликата в напрежението между две точки или потенциалната разлика, но токът не може да тече без разлика в напрежението между две точки.

Какво е съпротива?

Както в този свят, нищо не е идеално, всеки материал има определени спецификации, за да устои на потока от електрони, когато преминава от него. Капацитетът на съпротивлението на даден материал е неговото съпротивление, което се измерва в ома (Ω) или омега. Подобно на тока и напрежението, съпротивлението също има префикс за подмножители като кило-ома (10 ³ Ω), мили-ома (10 ^-3 Ω), мега-ома (10 ⁶ Ω) и др. Съпротивлението не може да се измери в отрицателен; това е само положителна стойност.

Съпротивлението уведомява дали материалът, от който преминава токът, е добър проводник означава ниско съпротивление или лош проводник означава високо съпротивление. 1 Ω е много ниско съпротивление в сравнение с 1M Ω.

И така, има материали, които имат много ниско съпротивление и са добър проводник на електричеството. Подобно на мед, злато, сребро, алуминий и др. От друга страна има няколко материала, които имат много висока устойчивост, поради което лош проводник на електричество като стъкло, дърво, пластмаса и поради високата устойчивост и лоши способности за провеждане на електричество, те се използват главно за изолация като изолатор.

Също така, специални видове материали, широко използвани в електрониката, заради своите специални възможности за провеждане на електричество между лоши и добри проводници, Това са полупроводници, името предполага, че това е природата, полупроводник. Транзисторите, диодите, интегралните схеми са направени с помощта на полупроводник. Германий и силиций са широко използвани полупроводникови материали в този сегмент.

Както беше обсъдено преди съпротивлението не може да бъде отрицателно. Но съпротивлението има два конкретни сегмента, единият е в линеен сегмент, а другият е в нелинеен сегмент. Можем да приложим специфично математическо изчисление, свързано с границата, за да изчислим капацитета на съпротивлението на това линейно съпротивление, от друга страна нелинейното сегментирано съпротивление няма правилна дефиниция или връзки между напрежението и тока между този резистор.

Омско право и VI връзка:

Георг Саймън Ом, известен още като Георг Ом, е немски физик, открил пропорционална връзка между спада на напрежението, съпротивлението и тока. Тази връзка е известна като закон на Ом.

В неговата констатация се посочва, че токът, преминаващ през проводник, е право пропорционален на напрежението върху него. Ако превърнем тази констатация в математическа формация, ще видим това

Ток (ампер) = напрежение / съпротивление I (ампер) = V / R

Ако знаем някоя от двете стойности от тези три обекта, можем да намерим третата.

От горната формула ще намерим трите обекта и формулата ще бъде: -

Волтаж	V = I x R	Изходът ще бъде напрежение във волта (V)
Текущ	I = V / R	Изходът ще бъде текущ в ампер (A)
Съпротива	R = V / I	Изходът ще бъде съпротивление в ома (Ω)

Нека видим разликата от тези три с помощта на схема, където натоварването е съпротивление, а Ам-метърът се използва за измерване на ток, а волтметърът се използва за измерване на напрежението.

В горното изображение, амперметър, свързан последователно и осигуряващ тока към резистивния товар, от друга страна, волтметър, свързан през източника за измерване на напрежението.

Важно е да запомните, че амперметърът трябва да е 0 съпротивление, тъй като трябва да осигурява 0 съпротивление на тока, протичащ през него, и за да се случи, идеален 0 ом амперметър е свързан последователно, но тъй като напрежението е потенциалната разлика от два възела волтметърът е свързан паралелно.

Ако променим тока на източника на напрежение или напрежението на източника на напрежение или съпротивлението на натоварване в източника линейно и след това измерим мерните единици, ще получим по-долу резултат:

В тази графика Ако R = 1, токът и напрежението ще се увеличат пропорционално. V = I x 1 или V = I. така че ако съпротивлението е фиксирано, тогава напрежението ще се увеличи с тока или обратно.

Какво е мощност?

Мощността се създава или консумира, в електронна или електрическа схема номиналната мощност се използва, за да предостави информация за това колко енергия консумира веригата, за да направи правилния изход от нея.

Според правилото на природата, енергията не може да бъде унищожена, но може да бъде прехвърлена, като електрическа енергия, превърната в механична енергия, когато електричеството се подава през двигател, или електрическа енергия, преобразувана в топлина, когато се прилага върху нагревател. По този начин нагревателят се нуждае от енергия, която е мощност, за да осигури правилното разсейване на топлината, която мощност е номинална мощност на нагревателя при максимална мощност.

Мощността се обозначава със символа W и се измерва в WATT.

Мощността е умножената стойност на напрежението и тока. Така, P = V x I

Където P е мощност във ват, V е напрежение и I е ампер или текущ поток.

Той също има подпрефикс като киловат вата (10 ³ W), мили ват (10 ^-3 W), мега ват (10 ⁶ W) и т.н.

Тъй като Законът на Ома V = I x R и Законът за степента е P = V x I, така можем да поставим стойността на V в степента, като използваме формулата V = I x R. Тогава законът за властта ще бъде

P = I * R * I Или P = I ² R

Чрез подреждането на едно и също нещо можем да намерим най-малкото едно нещо, когато друго не е налично, формулите се пренареждат в матрицата по-долу:

Така че всеки сегмент се състои от три формули. Във всеки от случаите, ако съпротивлението стане 0, тогава токът ще бъде безкрайност, това се нарича състояние на късо съединение. Ако напрежението стане 0, тогава токът не съществува и мощността ще бъде 0, ако токът стане 0, тогава веригата е в състояние на отворена верига, където напрежението е налице, но не и токът, следователно отново мощността ще бъде 0, ако мощността е 0 тогава никаква мощност няма да бъде консумирана или произведена от веригата.

Концепция Electron Flow

Текущите потоци чрез привличане на заряд В действителност, тъй като електроните са отрицателни частици и те преминават от отрицателен извод към положителен извод на източника на енергия. Така че в действителните схеми, електронният ток протича от отрицателен терминал към положителния терминал, но в конвенционалния токов поток, както описахме преди, приемаме, че токът тече от положителен към отрицателен терминал. В следващото изображение ще разберем потока на тока много лесно.

Каквато и да е посоката, това не оказва влияние върху текущия поток във веригата. По-лесно е да се разбере конвенционалният токов поток от положителен към отрицателен. Потокът с еднопосочен ток е постоянен или постоянен ток и който редува посоката му, наречен променлив ток или променлив ток

Практически примери

Нека да видим два примера, за да разберем нещата по-добре.

1. В тази схема 12V DC източник е свързан към 2Ω товар, изчислете консумацията на енергия на веригата?

В тази схема общото съпротивление е съпротивление на натоварване, така че R = 2 и захранването с входно напрежение е 12V DC, така че V = 12V. Текущият поток във веригата ще бъде

I = V / R I = 12/2 = 6 ампера

Като мощност (W) = напрежение (V) x ампер (A) общата мощност ще бъде 12 x 6 = 72Watt.

Можем да изчислим стойността и без Ampere.

Мощност (W) = мощност = напрежение ² / Устойчивост мощност = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 w

Каквато и формула да се използва, изходът ще бъде същият.

2. В тази схема общата консумация на енергия за товара е 30 вата, ако свържем 15V DC захранване, колко ток е необходим?

В тази схема общото съпротивление е неизвестно. Входното захранващо напрежение е 15V DC, така че V = 15V DC и мощността, преминаваща през веригата, е 30W, така че P = 30W. Текущият поток във веригата ще бъде

I = P / VI = 30/15 2 ампера

И така, за захранване на веригата при 30W, се нуждаем от източник на захранване с постоянен ток 15V, който може да достави 2 ампера постоянен ток или повече, тъй като схемата изисква ток от 2 ампера.