Hoe weerstanden, condensatoren en transistors in elektronische schakelingen te configureren

In deze post proberen we te evalueren hoe elektronische componenten zoals weerstanden, condensatoren binnen elektronische schakelingen geconfigureerd of aangesloten kunnen worden door middel van correcte berekening

Lees alstublieft mijn vorige bericht over wat is spanning en stroom , om de hieronder toegelichte elektronische basisfeiten beter te begrijpen.

Wat is een weerstand

- Het is een elektronische component die wordt gebruikt om weerstand te bieden aan de stroom van elektronen of de stroom. Het wordt gebruikt om elektronische componenten te beschermen door de stroomstroom te beperken wanneer de spanning toeneemt.LED's hebben om dezelfde reden weerstanden in serie nodig, zodat ze kunnen worden gebruikt bij spanningen hoger dan de gespecificeerde waarde. Andere actieve componenten zoals transistors, mosfets, triacs, SCR's bevatten ook weerstanden om dezelfde redenen.

Wat is een condensator

Het is een elektronische component die een bepaalde hoeveelheid elektrische lading opslaat of gewoon de aangelegde spanning / stroom, wanneer de kabels zijn aangesloten over de relevante voedingspunten. De component heeft in feite een classificatie van een paar eenheden, microfarad en spanning. De 'microfarad' bepaalt de hoeveelheid stroom die het kan opslaan en de spanning bepaalt hoeveel maximale spanning eroverheen mag worden aangelegd of erin mag worden opgeslagen. De nominale spanning is van cruciaal belang, als deze de markering overschrijdt, zal de condensator gewoon exploderen.

Het opslagvermogen van deze componenten betekent dat de opgeslagen energie bruikbaar wordt, daarom worden deze gebruikt als filters waarbij de opgeslagen spanning wordt gebruikt voor het opvullen van de lege ruimtes of spanningsverlagingen in de bronvoeding, waardoor de greppels in de lijn worden opgevuld of gladgestreken.

De opgeslagen energie wordt ook toepasbaar wanneer deze langzaam wordt vrijgegeven door een beperkende component zoals een weerstand. Hier wordt de tijd die de condensator nodig heeft om volledig op te laden of volledig te ontladen ideaal voor timertoepassingen, waarbij de condensatorwaarde het timingbereik van de eenheid bepaalt. Daarom worden deze gebruikt in timers, oscillatoren etc.

Een ander kenmerk is dat als een condensator eenmaal volledig is opgeladen, deze weigert nog meer stroom / spanning door te geven en de stroom van de stroom over zijn draden stopt, wat betekent dat de aangelegde stroom alleen over zijn draden gaat tijdens het opladen en wordt geblokkeerd zodra het opladen is voltooid. proces is voltooid.

Deze functie wordt benut om het tijdelijk schakelen van een bepaalde actieve component mogelijk te maken. Als bijvoorbeeld een triggerspanning wordt aangelegd op de basis van een transistor via een condensator, wordt deze slechts gedurende een bepaald tijdsfragment geactiveerd, totdat de condensator volledig is opgeladen, waarna de transistor stopt met geleiden. Hetzelfde kan worden waargenomen met een LED wanneer deze wordt gevoed door een condensator die een fractie van een seconde oplicht en vervolgens wordt uitgeschakeld.

Wat is een transistor

Het is een halfgeleidercomponent met drie draden of benen. De poten kunnen zo worden bedraad dat één poot een gemeenschappelijke uitlaat wordt voor de spanningen die op de andere twee poten worden toegepast. De gemeenschappelijke poot wordt de emitter genoemd, terwijl de andere twee poten de basis en de collector worden genoemd. De basis ontvangt de schakeltrigger met betrekking tot de emitter en dit maakt relatief hoge spanning en stroom mogelijk om van collector naar emitter te gaan.

Door deze opstelling werkt het als een schakelaar. Daarom kan elke belasting die op de collector is aangesloten, AAN of UIT worden geschakeld met relatief kleine potentialen aan de onderkant van het apparaat.

De spanningen op de basis en de collector bereiken uiteindelijk de gemeenschappelijke bestemming via de zender. De emitter is verbonden met aarde voor NPN-type en positief voor PNP-typen transistor. NPN en PNP zijn complementair aan elkaar en werken op precies dezelfde manier, maar door de tegenovergestelde richtingen of polariteiten te gebruiken met spanningen en stromen.

Wat is een diode:

Gelieve te verwijzen Dit artikel voor de volledige info.

Wat is een SCR:

Het kan behoorlijk worden vergeleken met een transistor en wordt ook gebruikt als schakelaar in elektronische schakelingen. De drie draden of poten worden gespecificeerd als de poort, de anode en de kathode. De kathode is de gemeenschappelijke aansluiting die het ontvangende pad wordt voor de spanningen die worden aangelegd aan de poort en de anode van het apparaat. De poort is het startpunt dat het vermogen schakelt dat is aangesloten op de anode over het gemeenschappelijke been van de kathode.

In tegenstelling tot transistors vereist de poort van een SCR echter een grotere hoeveelheid spanning en stroom en bovendien kan het apparaat worden gebruikt om uitsluitend wisselstroom over zijn anode en kathode te schakelen. Daarom wordt het handig voor het schakelen van AC-belastingen in reactie op de triggers die aan de poort worden ontvangen, maar de poort heeft puur een DC-potentiaal nodig voor het implementeren van de bewerkingen.

Implementatie van bovenstaande componenten in een praktisch circuit:

Hoe configureer je weerstanden, condensatoren en transistors in elektronische schakelingen ......?

Het praktisch gebruiken en implementeren van elektronische onderdelen in elektronische schakelingen is het ultieme dat elke elektronische hobbyist wil leren en beheersen. Hoewel het gemakkelijker gezegd dan gedaan is, zullen de volgende voorbeelden u helpen te begrijpen hoe weerstanden, condensatoren en transistors kunnen worden ingesteld voor het bouwen van een bepaald toepassingscircuit:

Omdat het onderwerp te groot kan zijn en volumes kan vullen, zullen we slechts een enkel circuit bespreken dat bestaat uit transistor, condensator, weerstanden en LED.

In principe staat een actieve component centraal in een elektronische schakeling, terwijl de passieve componenten de ondersteunende rol vervullen.

Laten we zeggen dat we een regensensorcircuit willen maken. Omdat de transistor de belangrijkste actieve component is, moet deze centraal staan. Dus plaatsen we het precies in het midden van het schema.

De drie draden van de transistors zijn open en moeten via de passieve delen worden ingesteld.

Zoals hierboven uitgelegd, is de zender het gemeenschappelijke stopcontact. Omdat we een NPN-type transistor gebruiken, moet de emitter naar de aarde gaan, dus we verbinden hem met de aarde of de negatieve voedingsrail van het circuit.

De basis is de hoofddetectie- of de triggeringang, dus deze ingang moet worden aangesloten op het sensorelement. Het sensorelement hier is een paar metalen aansluitingen.

Een van de terminals is verbonden met de positieve voeding en de andere terminal moet worden aangesloten op de basis van de transistor.

De sensor wordt gebruikt om de aanwezigheid van regenwater te detecteren. Op het moment dat het begint te regenen, overbruggen de waterdruppels de twee terminals. Omdat water een lage weerstand heeft, begint de positieve spanning over de aansluitingen naar de basis van de transistor te lekken.

Deze lekkende spanning voedt de basis van de transistor en bereikt in de loop van de tijd de aarde via de emitter. Op het moment dat dit gebeurt, opent het, volgens de eigenschap van het apparaat, de poorten tussen de collector en de zender.

Het betekent dat als we nu een positieve spanningsbron op de collector aansluiten, deze via zijn emitter onmiddellijk met de aarde wordt verbonden.

Daarom verbinden we de collector van de transistor met de plus, echter doen we dit via de belasting zodat de belasting meedoet met de schakeling, en dat is precies wat we zoeken.

Door de bovenstaande operatie snel na te bootsen, zien we dat de positieve voeding door de metalen aansluitingen van de sensor lekt, de basis raakt en zijn koers voortzet om uiteindelijk de aarde te bereiken en het basiscircuit te voltooien, maar deze operatie trekt onmiddellijk de collectorspanning naar de aarde via de zender, waarbij de belasting wordt ingeschakeld die hier een zoemer is. De zoemer klinkt.

Deze opstelling is de basisopstelling, maar heeft veel correcties nodig en kan ook op veel verschillende manieren worden gewijzigd.

Als we naar het schema kijken, zien we dat het circuit geen basisweerstand bevat omdat het water zelf als een weerstand fungeert, maar wat gebeurt er als de sensorklemmen per ongeluk worden kortgesloten, de volledige stroom zou naar de basis van de transistor worden gedumpt en gebakken ogenblikkelijk.

Daarom voegen we om veiligheidsredenen een weerstand toe aan de basis van de transistor. De waarde van de basisweerstand bepaalt echter hoeveel activeringsstroom er over de basis- / emitterpennen kan komen en beïnvloedt daarom op zijn beurt de collectorstroom. Omgekeerd moet de basisweerstand zodanig zijn dat er voldoende stroom van de collector naar de emitter kan worden getrokken, waardoor een perfecte omschakeling van de collectorbelasting mogelijk is.

Voor eenvoudigere berekeningen kunnen we als vuistregel aannemen dat de basisweerstand 40 keer groter is dan de collectorbelastingsweerstand.

Dus, in ons circuit, ervan uitgaande dat de collectorbelasting een zoemer is, meten we de weerstand van de zoemer, die bijvoorbeeld 10K bedraagt. 40 keer 10K betekent dat de basisweerstand ergens rond de 400K moet zijn, maar we vinden dat de waterweerstand ongeveer 50K is, dus als we deze waarde van 400K aftrekken, krijgen we 350K, dat is de basisweerstandswaarde die we moeten selecteren.

Stel nu dat we een LED op dit circuit willen aansluiten in plaats van een zoemer. We kunnen de LED niet rechtstreeks op de collector van de transistor aansluiten omdat LED's ook kwetsbaar zijn en een stroombegrenzende weerstand nodig hebben als de bedrijfsspanning hoger is dan de gespecificeerde doorlaatspanning.

Daarom verbinden we een LED in serie met een 1K-weerstand over de collector en plus van het bovenstaande circuit, ter vervanging van de zoemer.

Nu kan de weerstand in serie met de LED worden beschouwd als de weerstand van de collectorbelasting.

Dus nu zou de basisweerstand 40 keer deze waarde moeten zijn, wat neerkomt op 40K, maar de waterweerstand zelf is 150K, wat betekent dat de basisweerstand al te hoog is, wat betekent dat wanneer regenwater de sensor overbrugt, de transistor niet in staat zal zijn om Schakel de LED helder in, in plaats daarvan zal deze heel zwak oplichten.

Dus hoe kunnen we dit probleem oplossen?

We moeten de transistor gevoeliger maken, dus we sluiten een andere transistor aan om de bestaande te helpen in een Darlington-configuratie. Met deze opstelling wordt het transistorpaar zeer gevoelig, minstens 25 keer gevoeliger dan het vorige circuit.

25 keer meer gevoeligheid betekent dat we een basisweerstand kunnen selecteren die 25 + 40 = 65 tot 75 keer de collectorweerstand kan zijn, we krijgen het maximale bereik van ongeveer 75 tot 10 = 750K, dus dit kan worden genomen als de totale waarde van de basis weerstand.

Als we de waterdichtheid van 150K aftrekken van 750K, krijgen we 600K, dus dat is de basisweerstand die we kunnen kiezen voor de huidige configuratie. Onthoud dat de behuizingsweerstand elke waarde kan hebben, zolang deze maar aan twee voorwaarden voldoet: hij verwarmt de transistor niet en helpt om de collectorbelasting naar tevredenheid te schakelen. Dat is het.

Stel nu dat we een condensator toevoegen over de basis van de transistor en de aarde. De condensator, zoals hierboven uitgelegd, zal aanvankelijk wat stroom opslaan wanneer het begint te regenen door de lekken over de sensorklemmen.

Nu de regen stopt en de lekkage van de sensorbrug is verbroken, blijft de transistor nog steeds geleiden en klinkt de zoemer… hoe? De opgeslagen spanning in de condensator voedt nu de transistorbasis en houdt deze ingeschakeld totdat deze is ontladen tot onder de basisschakelspanning. Dit laat zien hoe een condensator zou kunnen dienen in een elektronisch circuit.