Tinee9 : Résistances en série : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Niveau du didacticiel: niveau d'entrée.

Avis de non-responsabilité: veuillez demander à un parent/tuteur de surveiller si vous êtes un enfant, car vous pouvez provoquer un incendie si vous ne faites pas attention.

La conception électronique remonte au téléphone, à l'ampoule, aux centrales électriques en courant alternatif ou en courant continu, etc. Dans toute l'électronique, vous rencontrez 3 composants de base: résistance, condensateur, inducteur.

Aujourd'hui avec Tinee9 nous allons découvrir les résistances. Nous n'apprendrons pas les codes de couleur pour les résistances car il existe deux styles de boîtiers: les résistances Thruhole et SMD qui ont chacune leur propre code ou aucun code.

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Étape 1: Matériaux

Matériaux:

Nscope

Assortiment de résistances

Ordinateur (qui peut se connecter à Nscope)

LTSpice (logiciel

Vous trouverez ci-dessous un lien vers l'assortiment de Nscope et de résistances:

Trousse

Étape 2: Résistances

Les résistances sont comme des tuyaux qui laissent passer l'eau. Mais différentes tailles de tuyaux permettent à une quantité d'eau différente de s'écouler à travers elle. Par exemple, un gros tuyau de 10 pouces permettra à plus d'eau de s'écouler à travers lui qu'un tuyau de 1 pouce. Même chose avec une résistance, mais à l'envers. Si vous avez une résistance de grande valeur, moins d'électrons pourront traverser. Si vous avez une petite valeur de résistance, vous aurez peut-être plus d'électrons à traverser.

Ohms est l'unité pour une résistance. Si vous souhaitez apprendre l'histoire de la façon dont l'ohm est devenu l'unité du nom du physicien allemand Georg Simon Ohm, allez sur ce wiki

Je vais essayer de garder ça simple.

La loi d'Ohm est une loi universelle que tout respecte: V = I*R

V = tension (énergie potentielle. L'unité est le volt)

I = courant (nombre d'électrons circulant en termes simples. L'unité est l'ampère)

R = Résistance (Taille du tuyau mais plus petit est plus grand et plus gros est plus petit. Si vous connaissez la division, alors taille du tuyau = 1/x où x est la valeur de résistance. L'unité est en Ohms)

Étape 3: Mathématiques: Exemple de résistance en série

L'image ci-dessus est donc une capture d'écran d'un modèle LTspice. LTSpice est un logiciel qui aide les ingénieurs électriciens et les amateurs à concevoir un circuit avant de le construire.

Dans mon modèle, j'ai placé une source de tension (ex. Batterie) sur le côté gauche avec le + et - dans un cercle. J'ai ensuite tracé une ligne vers une chose en zigzag (c'est une résistance) avec R1 au-dessus. Ensuite, j'ai tracé une autre ligne vers une autre résistance avec R2 au-dessus. J'ai tracé la dernière ligne de l'autre côté de la source de tension. Enfin, j'ai placé un triangle à l'envers sur la ligne du bas du dessin qui représente Gnd ou point de référence du circuit.

V1 = 4,82 V (tension de rail + 5 V de Nscope à partir de l'USB)

R1 = 2.7Kohms

R2 = 2.7Kohms

je = ? Ampères

Cette configuration est appelée un circuit en série. Donc, si nous voulons connaître le courant ou le nombre d'électrons circulant dans le circuit, nous ajoutons R1 et R2 ensemble qui dans notre exemple = 5,4 Kohms

Exemple 1

Donc V = I*R -> I = V/R -> I = V1/ (R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 Amps ou 892 uAmps (système métrique)

Exemple 2

Pour commencer, nous allons changer R1 en 10 Kohms. Maintenant, la réponse sera 379 uAmps

Chemin de réponse: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 uAmps

Exemple 3

Dernier exemple de pratique R1 = 0,1 Kohms Maintenant, la réponse sera 1,721 mAmps ou 1721 uArmps

Chemin de réponse: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmps

Heureusement, vous voyez que puisque R1 dans le dernier exemple était petit, le courant ou les ampères étaient plus gros que les deux exemples précédents. Cette augmentation du courant signifie qu'il y a plus d'électrons circulant dans le circuit. Maintenant, nous voulons savoir quelle sera la tension au point de la sonde dans l'image ci-dessus. La sonde est placée entre R1 et R2……Comment déterminer la tension là-bas ?????

Eh bien, la loi d'Ohm dit que la tension dans un circuit fermé doit = 0 V. Avec cette déclaration, qu'arrive-t-il à la tension de la source de la batterie ? Chaque résistance enlève la tension d'un certain pourcentage. Comme nous utilisons les valeurs de l'exemple 1 dans l'exemple 4, nous pouvons calculer la quantité de tension prélevée dans R1 et R2.

Exemple 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 Ohms = 2.4084 Volts V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2.7 Kohms = 2.4084 V

On arrondira 2,4084 à 2,41 Volts

Nous savons maintenant combien de volts sont emportés par chaque résistance. Nous utilisons le sysmbol GND (Triangle à l'envers) pour dire 0 Volts. Que se passe-t-il maintenant, les 4,82 volts produits par la batterie se déplacent vers R1 et R1 enlève 2,41 volts. Le point de la sonde aura maintenant 2,41 volts qui se rendra ensuite à R2 et R2 enlèvera 2,41 volts. Gnd a alors 0 volts qui se déplace vers la batterie qui ensuite la batterie produit 4,82 volts et répète le cycle.

Point de sonde = 2,41 Volts

Exemple 5 (nous utiliserons les valeurs de l'exemple 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 Ohms = 3,79 Volts

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 Ohms = 1,03 Volts

Point de sonde = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 volts

Loi d'Ohm = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Exemple 6 (nous utiliserons les valeurs de l'exemple 3)

V1 = I * R1 = 1721 uA * 100 = 0,172 volts

V2 = I * R2 = 1721 uA * 2700 = 4,65 volts

Tension du point de sonde = 3,1 volts

Chemin vers le point de la sonde de réponse = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 volts

Point de sonde autre façon de calculer la tension: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Étape 4: Exemple de la vie réelle

Si vous n'avez jamais utilisé Nscope auparavant, veuillez vous référer à Nscope.org

Avec le Nscope, j'ai placé une extrémité d'une résistance de 2,7Kohm dans un emplacement du canal 1 et l'autre extrémité sur l'emplacement du rail +5V. J'ai ensuite placé une deuxième résistance sur un autre emplacement du canal 1 et l'autre extrémité sur l'emplacement du rail GND. Faites attention à ne pas toucher les extrémités de la résistance sur le rail +5V et le rail GND ou vous pourriez blesser votre Nscope ou prendre feu.

Que se passe-t-il lorsque vous "court-circuitez" +5V aux rails GND ensemble, la résistance passe à 0 Ohms

I = V/R = 4.82/0 = infini (très grand nombre)

Traditionnellement, nous ne voulons pas que le courant approche l'infini car les appareils ne peuvent pas gérer un courant infini et ont tendance à prendre feu. Heureusement, Nscope dispose d'une protection à courant élevé pour, espérons-le, éviter les incendies ou les dommages à l'appareil nscope.

Étape 5: Test de la vie réelle de l'exemple 1

Une fois tout configuré, votre Nscope devrait vous montrer la valeur de 2,41 Volts comme la première image ci-dessus. (chaque ligne principale au-dessus de l'onglet du canal 1 est de 1 volt et chaque ligne mineure est de 0,2 volt) Si vous supprimez R2, la résistance qui relie le canal 1 au rail GND, la ligne rouge ira jusqu'à 4,82 volts comme dans la première image ci-dessus.

Dans la deuxième image ci-dessus, vous pouvez voir que la prédiction LTSpice correspond à notre prédiction calculée qui correspond à nos résultats de test réels.

Félicitations, vous avez conçu votre premier circuit. Connexions de résistance en série.

Essayez d'autres valeurs de Résistance comme dans l'exemple 2 et l'exemple 3 pour voir si vos calculs correspondent aux résultats réels. Pratiquez également d'autres valeurs mais assurez-vous que votre courant ne dépasse pas 0,1 ampères = 100 mAmps = 100 000 uAmps

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