Teorie obvodů DC

Co je DC?

Na základní škole jsme se naučili, že všechno je tvořeno atomy. Jedná se o produkt tří částic: elektronů, protonů a neutronů. Jak název napovídá, neutron nemá žádný náboj, zatímco protony jsou kladné a elektrony záporné.

V atomu zůstávají elektrony protony a neutrony pohromadě ve stabilní formaci, ale pokud jsou jakýmkoli vnějším procesem elektrony odděleny od atomů, vždy se budou chtít usadit v předchozí poloze, čímž vytvoří přitažlivost k protonům. Použijeme-li tyto volné elektrony a vtlačíme je dovnitř vodiče, který tvoří obvody, potenciální přitažlivost vytvoří potenciální rozdíl.

Pokud tok elektronu nezmění jeho dráhu a je v jednosměrných tocích nebo pohybech uvnitř obvodu, nazývá se to stejnosměrný nebo stejnosměrný proud. Stejnosměrné napětí je zdrojem konstantního napětí.

V případě stejnosměrného proudu se polarita nikdy nezmění ani nezmění s ohledem na čas, zatímco tok proudu se může časem měnit.

Stejně jako ve skutečnosti neexistuje perfektní stav. V případě obvodu, kde proudí volné elektrony, je to také pravda. Tyto volné elektrony neproudí nezávisle, protože vodivé materiály nejsou dokonalé, aby umožnily volnému proudění elektronů. Proti toku elektronů se staví určitým pravidlem omezení. V tomto čísle se každý elektronický / elektrický obvod skládá ze tří základních jednotlivých veličin, které se nazývají VI R.

• Napětí (V)
• Aktuální (I)
• And Resistance (R)

Tyto tři věci jsou základní základní veličiny, které se objevují téměř ve všech případech, když něco vidíme nebo popisujeme nebo děláme něco, co souvisí s elektrotechnikou nebo elektronikou. Oba jsou velmi příbuzní, ale označili tři samostatné věci v elektronice nebo elektrických základech.

Co je aktuální?

Jak již bylo uvedeno, uvnitř obvodů proudí volné oddělené elektrony; tento tok elektronů (náboj) se nazývá proud. Když je zdroj napětí aplikován na obvod, částice záporného náboje nepřetržitě proudí rovnoměrnou rychlostí. Tento proud se měří v ampérech podle jednotky SI a označuje se jako I nebo i. Podle této jednotky 1 Ampér je množství elektřiny přenesené za 1 sekundu. Základní nabíjecí jednotka je coulomb.

1A je 1 coulomb náboje nesený v obvodu nebo vodiči za 1 sekundu. Takže vzorec je

1A = 1 C / S

Kde, C je označen jako coulomb a S je druhý.

V praktickém scénáři proudí elektrony ze záporného zdroje do kladného zdroje napájení, ale pro lepší porozumění souvisejícímu s obvodem konvenční tok proudu předpokládá, že proud proudí z kladného do záporného terminálu.

V některých schématech zapojení často uvidíme, že několik šipek s I nebo i je namířeno na tok proudů, což je konvenční tok proudu. Uvidíme použití proudu na nástěnném rozvaděči jako „maximálně 10 ampérů “ nebo v nabíječce telefonu „maximální nabíjecí proud je 1 ampér “ atd.

Proud se také používá jako předpona s dílčím násobkem jako Kilo zesilovače (10 ³ V), milli-zesilovače (10 ^-3 A), mikroampéry (^10-6 A), nanoampéry (^10-9 A) atd.

Co je napětí?

Napětí je potenciální rozdíl mezi dvěma body obvodu. Upozorňuje na potenciální energii uloženou jako elektrický náboj v elektrickém napájecím bodě. Můžeme označit nebo měřit rozdíl napětí mezi libovolnými dvěma body v uzlech obvodu, spojení atd.

Rozdíl mezi dvěma body nazývanými jako potenciální rozdíl nebo pokles napětí.

Tento pokles napětí nebo potenciální rozdíl se měří ve voltech se symbolem V nebo v. Více napětí označuje větší kapacitu a více zadržení náboje.

Jak bylo popsáno dříve, zdroj konstantního napětí se nazývá stejnosměrné napětí. Pokud se napětí pravidelně mění s časem, jedná se o střídavé napětí nebo střídavý proud.

Jeden volt je podle definice spotřeba energie jednoho joule na elektrický náboj jednoho coulombu. Vztah je popsán

V = potenciální energie / náboj nebo 1V = 1 J / C

Kde, J je označen jako Joule a C je coulomb.

Jeden pokles napětí Volt nastane, když proud 1 zesilovače protéká odporem 1 ohm.

1V = 1A / 1R

Kde A je Ampér a R je odpor v ohmech.

Napětí se také používá jako předpona s dílčím násobkem jako Kilovolt (10 ³ V), milivolt (10 ^-3 V), mikrovolt (^10-6 V), nano-volt (^10-9 V) atd. Napětí je také označeno jako záporné napětí i kladné napětí.

Střídavé napětí se běžně vyskytuje v domácích zásuvkách. V Indii je to 220 V stř., V USA je to 110 V stř. Atd. Můžeme získat stejnosměrné napětí převedením tohoto střídavého proudu na stejnosměrný proud nebo z baterií, solárních panelů, různých napájecích zdrojů a telefonních nabíječek. Můžeme také převést DC na AC pomocí střídačů.

Je velmi důležité si uvědomit, že napětí může existovat bez proudu, protože se jedná o rozdíl napětí mezi dvěma body nebo potenciální rozdíl, ale proud nemůže proudit bez rozdílu napětí mezi dvěma body.

Co je to odpor?

Stejně jako v tomto světě není nic ideálního, každý materiál má určitou specifikaci, aby odolával toku elektronů při jeho průchodu. Kapacita odporu materiálu je jeho odpor, který se měří v Ohmech (Ω) nebo Omega. Stejně jako proud a napětí má odpor také předponu pro sub-násobek, jako jsou Kilo-ohmy (10 ³ Ω), mili-ohmy (10 ^-3 Ω), mega-ohmy (10 ⁶ Ω) atd. Odpor nelze měřit negativní; je to jen kladná hodnota.

Odpor upozorňuje, zda materiál, ze kterého proud prochází, je dobrý vodič znamená nízký odpor nebo špatný vodič znamená vysoký odpor. 1 Ω je ve srovnání s 1M Ω velmi nízkým odporem.

Existují tedy materiály, které mají velmi nízký odpor a jsou dobrým vodičem elektřiny. Jako měď, zlato, stříbro, hliník atd. Na druhou stranu existuje několik materiálů, které mají velmi vysokou odolnost, a tím špatný vodič elektřiny, jako je sklo, dřevo, plast, a kvůli vysoké odolnosti a špatným schopnostem vést elektřinu se používají hlavně pro izolační účely jako izolátor.

Také speciální typy materiálů široce používané v elektronice pro své speciální schopnosti vést elektřinu mezi špatnými a dobrými vodiči, Je to polovodič, název naznačuje, že je to příroda, polovodič. Tranzistory, diody, Integrované obvody se vyrábějí pomocí polovodičů. Germanium a křemík jsou v tomto segmentu široce používaným polovodičovým materiálem.

Jak již bylo řečeno, odpor nemůže být negativní. Ale odpor má dva konkrétní segmenty, jeden je v lineárním segmentu a druhý v nelineárním segmentu. Můžeme použít specifický matematický výpočet související s hranicí pro výpočet kapacity odporu tohoto lineárního odporu, na druhé straně nelineární segmentovaný odpor nemá správnou definici nebo vztahy mezi napětím a proudem mezi těmito odpory.

Ohmův zákon a VI vztah:

Georg Simon Ohm aka Georg Ohm je německý fyzik, který našel proporcionální vztah mezi poklesem napětí, odporem a proudem. Tento vztah se nazývá Ohmův zákon.

Ve svém nálezu uvádí, že proud procházející vodičem je přímo úměrný napětí na něm. Pokud toto zjištění převedeme do matematické formace, uvidíme to

Proud (Ampér) = Napětí / Odpor I (Ampér) = V / R

Pokud známe kteroukoli ze dvou hodnot z těchto tří entit, můžeme najít třetí.

Z výše uvedeného vzorce najdeme tři entity a vzorec bude: -

Napětí	V = I x R	Výstupem bude napětí ve voltech (V)
Proud	I = V / R	Výstup bude aktuální v ampérech (A)
Odpor	R = V / I	Výstupem bude odpor v Ohm (Ω)

Podívejme se na rozdíl těchto tří pomocí obvodů, kde je zátěž odporem a Am-metr se používá k měření proudu a voltmetr se používá k měření napětí.

Na výše uvedeném obrázku je ampérmetr zapojen do série a poskytuje proud odporové zátěži, na druhé straně voltmetr připojený přes zdroj k měření napětí.

Je důležité si uvědomit, že ampérmetr musí mít odpor 0, protože by měl poskytovat odpor 0 na proudu protékajícím proudem, a aby k tomu došlo, je ideální ampérmetr 0 ohm zapojen do série, ale protože napětí je potenciální rozdíl ze dvou uzlů je voltmetr zapojen paralelně.

Změníme-li proud zdroje napětí nebo napětí zdroje napětí nebo odpor zátěže napříč zdrojem lineárně a poté změříme jednotky, vyprodukujeme níže uvedený výsledek:

V tomto grafu Pokud R = 1, pak se proporcionálně zvýší proud a napětí. V = I x 1 nebo V = I. takže pokud je odpor pevný, napětí se bude zvyšovat s proudem nebo naopak.

Co je síla?

Energie je buď vytvářena nebo spotřebovávána, v elektronických nebo elektrických obvodech se jmenovitý výkon používá k poskytování informací o tom, kolik energie obvody spotřebují, aby se dosáhlo správného výstupu.

Podle přírodního pravidla nelze energii zničit, ale lze ji přenést, například elektrickou energii přeměněnou na mechanickou energii, když se na motor aplikuje elektřina, nebo elektrická energie přeměněná na teplo, když se aplikuje na ohřívač. Proto ohřívač potřebuje energii, která je výkonem, aby zajistil správný odvod tepla, tento výkon je jmenovitý výkon ohřívače při maximálním výkonu.

Výkon je označen symbolem W a měří se ve WATT.

Síla je vynásobená hodnota napětí a proudu. Tak, P = V x I

Kde P je výkon ve wattech, V je napětí a já je proud nebo proud.

Má také subpředponu jako Kilo-Watt (10 ³ W), mili-Watt (10 ^-3 W), mega-Watt (10 ⁶ W) atd.

Protože zákon Ohmů V = I x R a zákon síly je P = V x I, můžeme hodnotu V dát do zákona síly pomocí vzorce V = I x R. Pak bude mocenský zákon

P = I * R * I Nebo P = I ² R

Uspořádáním stejné věci můžeme najít nejméně jednu věc, když druhá není k dispozici, vzorce se přeskupí v níže uvedené matici:

Každý segment tedy sestává ze tří vzorců. V kterémkoli z případů, kdy se odpor stal 0, bude proud nekonečný, nazývá se to zkratová podmínka. Pokud se Napětí stalo 0, pak proud neexistuje a příkon bude 0, pokud se proud stal 0, pak je obvod v otevřeném stavu, kde je přítomno napětí, ale ne proud, takže opět bude příkon 0, Pokud je příkon 0 potom nebudou obvody spotřebovávány ani vyráběny.

Koncept elektronového toku

Proud protéká nabíjecími atrakcemi. Ve skutečnosti jsou elektrony záporné částice a proudí ze záporného vývodu do kladného vývodu zdroje energie. Ve skutečných obvodech tedy proud elektronu proudí ze záporného vývodu do kladného vývodu, ale v konvenčním toku proudu, jak jsme popsali dříve, předpokládáme, že proud proudí z kladného do záporného vývodu. Na dalším obrázku pochopíme tok proudu velmi snadno.

Ať je směr jakýkoli, nemá to žádný vliv na tok proudu uvnitř obvodů. Je snazší pochopit konvenční tok proudu od kladného po záporný. Jednosměrný tok proudu je stejnosměrný nebo stejnosměrný proud, který střídá jeho směr nazývaný střídavý proud nebo střídavý proud.

Praktické příklady

Podívejme se na dva příklady, abychom věcem porozuměli lépe.

1. V tomto obvodu je zdroj 12 V DC připojen přes zátěž 2 Ω, spočítejte spotřebu energie v obvodu?

V tomto obvodu je celkový odpor odpor zátěže, takže R = 2 a vstupní napájecí napětí je 12V DC, takže V = 12V. Proudový proud v obvodech bude

I = V / R I = 12/2 = 6 ampérů

Protože příkon (W) = napětí (V) x ampér (A) bude celkový příkon 12 x 6 = 72 Watt.

Můžeme také vypočítat hodnotu bez Ampere.

Příkon (W) = Power = napětí ² / Odpor napájení = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 watt

Bez ohledu na vzorec se použije stejný výstup.

2. V tomto obvodu je celková spotřeba energie napříč zátěží 30 W, pokud připojíme napájení 15 V DC, kolik proudu je zapotřebí?

V tomto obvodu není celkový odpor znám. Vstupní napájecí napětí je 15 V DC, takže V = 15 V DC a výkon protékající obvody je 30 W, takže P = 30 W. Proudový proud v obvodech bude

I = P / VI = 30/15 2 ampérů

Při napájení obvodů na 30 W potřebujeme zdroj napájení 15 V DC, který je schopen dodávat 2 A stejnosměrný proud nebo více, protože obvody vyžadují proud 2 A.