Elektronek

Połączenia równoległe i szeregowe

Tak sobie myślę, że powinienem zmienić nazwę tematu, bo skoro przeczytałeś już cztery pierwsze części to jesteś chociaż trochę wtajemniczony. Jednak skoro już tak nazywa się kurs to nie będę go na siłę zmieniał. Dzisiaj dosyć ważny temat o połączeniach równoległych i szeregowych. Domyślasz się już o co chodzi? Zmontuj ten prosty układ jednak z małą zmianą. Do pierwszego rezystora podłącz od razu za nim drugi. Zanotuj sobie spostrzeżenia i ten sam rezystor wlutuj jakby nad ten drugi, tak aby jego pierwsza nóżka była wlutowana przed rezystorem, a druga z nim. Włącz układ i zastanów się dlaczego dioda świeci z różną mocą w tych dwóch przypadkach. Przecież za każdym razem podłączamy rezystory o tych samych wartościach, tylko w inny sposób. Właśnie, dlatego że podłączamy je w inny sposób prąd rozpływa się po układzie za każdym razem inaczej. W przypadku połączenia rezystorów szeregowo ich wartości się sumują, natomiast dużo gorzej jest w przypadku połączeń równoległych. Jest specjalny wzór na obliczanie rezystencji wypadkowej oporników podłączonych równolegle, ale jest on dość skomplikowany dlatego ja przeważnie robie to na czucie. W następnej części dowiemy się co nieco o kondensatorach i dowiemy się jak one się zachowują w przypadku różnych typów połączeń.

Opór

Niektóre substancje świetnie radzą sobie z przewodzeniem prądu innym idzie to gorzej, a jeszcze inne w ogóle nie przewodzą. Pewnie wiesz, że te pierwsze, czyli te które przewodzą, to przewodniki, a te które nie to izolatory. Między nimi występują jeszcze półprzewodniki. To co staje na drodze natężeniu w różnych substancjach to opór inaczej nazywany rezystancją. Jego jednostką jest ohm, a oznacza się go grecką literą omega. Najczęściej w elektronice spotkasz sie z dużymi wartościami rezystencji, takimi jak kilo, czym mega. Niedawno poznaliśmy prawo Ohma, więc nie ma potrzeby rozwodzić się więcej o rezystencji.

Bateria i jej opór wewnętrzny

Chcesz coś popsuć? Jeżeli tak to weź zwykła diodę LED i najtańszą baterie 9V. We wszystkich układach jakie do tej pory robiłeś LED nie łączyła się bezpośrednio do baterii tylko poprzez rezystor. Przyczynę takiego łączenia diody poznałeś przy omawianiu prawa Ohma. Bez rezystora prąd płynący przez diodę byłby tak duży, że świeciłaby ona bardzo mocno. Włóż teraz przygotowaną diodę bezpośrednio do baterii. I co? Okazuję się, że wcale nie świeci tak mocno. Wygląda tak jakby była podłączona do jakiegoś rezystora. Dzieję się tak, dlatego że każda bateria posiada własną rezystancje wewnętrzną. Tak jakby w jej wnętrzu wbudowany byłby rezystor o danej wartości. Wartość takiego rezystora zależy od wielkości baterii. Generalnie im większa bateria, tym mniejsza jest ta wartość.

Uwaga: Przy tym doświadczeniu uważaj na mocno nagrzewające się nóżki diody. Można się naprawdę poparzyć. Uwierz mi na słowo .

Praktyczne zastosowanie prawa Ohma

Znasz już najważniejsze prawo elektroniczne. Teraz najwyższy czas poćwiczyć jego praktyczne zastosowanie. Pamiętasz jeszcze wzór do tego prawa?

I = U/R

Przekształć teraz ten wzór wyznaczając R, czyli opór i U czyli napięcie. Powinieneś otrzymać:

U = I * R

R = U / I

Mamy już wszystkie potrzebne wzory, więc możemy już przejść do zadań praktycznych.

1. Oblicz jaki prąd pobiera układ, składający się z jednego opornika 9 K i diody. Zasilanie tego układu wynosi 9V.

Na początku wypiszemy sobie dane: R = 9000 Ohm, U = 9V

Wykorzystamy pierwszy wzór, czyli I = U / R

Podkładamy liczby pod wzór i wychodzi nam: I = 9 / 9000 = 0,001 A

Zapamiętaj, że do wszystkich wzorów trzeba używać podstawowych jednostek, dlatego zamieniliśmy 9 K na 9000 Ohm.

2. Oblicz rezystencje w układzie z zadania 1, wiedząc że I = 0,0002 A, a U = 20 V

Tym razem korzystamy ze wzoru R = U / I

Otrzymujemy R = 20 / 0,0002 = 100000 Ohm = 100 K

W następnej części nauczymy się zamieniać podstawowe jednostki i rozwiążemy trudniejsze zadania na temat prawa Ohma.

Najważniejsze prawo

Tak to już jest, że każda dziedzina rządzi się jakimiś prawami. W elektronice tym najważniejszym prawem jest prawo Ohma. W celu jego poznania zbudujemy bardzo prosty układ, składający się z jednej diody i rezystora. Najlepiej gdybyś posiadał kilka oporników o różnych wartościach. Opornik to inaczej rezystor. Ich wartości odczytuje się na podstawie kolorowych pasków. O tym jak to się robi dowiemy się w następnej lekcji, a na razie wpisz w google magiczną frazę ?wartości rezystorów? pod pierwszym adresem z góry jest skrypt, który oblicza wartość rezystora po podaniu mu odpowiednich kolorów. Dobrze mamy już rezystor mający powiedzmy 1 K. K to skrót od kilo i oznacza 1000 ohmów. Połącz go z dodatnią nóżką diody, czyli tą dłuższą. Anodę, czyli ujemną nóżkę diody, podłącz natomiast bezpośrednio do minusa baterii 9V lub innej. Pamiętaj, że oporniki w odróżnieniu od diód nie są spolaryzowane. Znaczy to tyle, że nie musisz się martwić o to którą stroną wlutować rezystor. Mamy już złożony układ. Popatrz teraz jak mocno świecie się dioda. Mocno? Zmień teraz rezystor na większy, dajmy na to 100 K. Jak się świeci dioda. Podłącz teraz diodę przez opornik 100 ohm. Zależność, którą zaobserwowałeś to jest właśnie prawo Ohma. Brzmi ono mniej, więcej tak: ?Czym większe napięcie, tym większy prąd, a czym większa rezystencja tym prąd jest mniejszy.? Wiesz już o co chodzi? Im większy rezystor wkładałeś do układu tym dioda słabiej świeciła, czyli im większy był opór (rezystencja) tym mniejszy był prąd płynący przez diodę. Zapisz sobie teraz gdzieś na kartce to prawo razem z tym wzorem: I = U / R , gdzie I to prąd, U napięcie, a R rezystencja. Nauczyliśmy się dzisiaj najważniejszego prawa, występującego w elektronice. Mam nadzieję, że w pełni je zrozumiałeś, ale jeśli nie nie martw się. Już jutro razem nauczymy się korzystać z tego prawa na konkretnych przykładach. Do zobaczenia.

Zacznij przygodę z elektroniką

Od dzisiaj na blogu będę umieszczał wpisy z poszczególnymi lekcjami elektroniki analogowej. Nie będą to jedynie teoretyczne wywody o podstawowych podzespołach, a przykłady praktyczne poparte teorią. Dzięki kursowi nauczysz się zupełnych podstaw elektroniki i będziesz mógł w końcu zrobić swój własny prosty układ. Do wykonania zadań praktycznych będą potrzebne Ci podzespoły, które możesz kupić w pobliskim sklepie elektronicznym lub na stronie Sklep AVT. Potrzebował będziesz również lutownicy i oczywiście troszeczkę cyny.

Prąd

Prąd to podstawowa wielkość w elektronice. Jak wiesz z lekcji fizyki jest to uporządkowany ruch elektronów. Jego jednostką jest amper, w skrócie oznaczany 1A. W praktyce spotykamy jednostki znacznie mniejsze od 1A, gdyż współczesne układy elektroniczne pobierają bardzo mały prąd rzędu miliamper, a nawet i mniej. Prąd nie płynie sam z siebie, aby popłynął musi być źródło energii, którym jest np. bateria. Podstawowym parametrem baterii jest napięcie. Napięcie jest mierzone w woltach, w skrócie 1V. W elektronice jest ono oznaczane symbolem U. Jeden nauczyciel, kiedy uczył podstaw elektroniki, a ktoś nie znał symbolu napięcia mówił: ?Co się stanie jak mokrą pietą staniesz na kafelkach??. Oczywiście wyjdzie literka U od stanięcia napięcie. Kiedyś przyjęto, że prąd płynie od plusa do minusa i chociaż po odkryciu elektronów uznano, że płynie on na odwrót to ciągle przyjmuję się zasadę, przepływu od plusa do minusa. Plus to dodatni biegun oznaczany oczywiście plusem. Minus to natomiast ujemny biegun. Jeżeli prąd ma popłynąć w układzie musi być źródło energii, czyli bateria i odbiornik, czyli jakiś element elektroniczny. Weź teraz baterie 1,5 V, jest to zwykły paluszek używany w pilotach. Wybierz jakiś ładny kolor diody LED i podłącz ją bezpośrednio do baterii. Dłuższą nóżkę diody podłącz do dodatniego bieguna baterii, a krótsza do ujemnego. Co widzisz? Spróbuj teraz podłączyć diodę do odwrotnych biegunów. Co się teraz stało? Możesz być z siebie zadowolony poznałeś dwa podstawowe wartości w elektronice i zbudowałeś pierwszy bardzo prosty układ. Na następnej lekcji poznamy prawo Ohma i poszerzymy naszą wiedzę o podstawowych wielkościach elektronicznych. Nie zabraknie również ćwiczeń praktycznych. Do zobaczenia na następnej lekcji.