Domanda:
Gestire circuiti oltre un livello base
Mr. Hedgehog
2010-10-01 17:55:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sono molto nuovo nell'elettronica, quindi per favore vacci piano con me.

Anche se finora ho letto un paio di libri sui fondamentali dell'elettronica, una delle cose che mi confonde di più dell'elettronica è come il voltaggio e la corrente è gestita in base al fatto che la corrente influisce sull'intero circuito.

Ecco una spiegazione molto semplice di una situazione che mi confonderebbe.

Supponiamo che avessi un LED che aveva un resistore 330R su un'alimentazione 5V DC e ho deciso di collegarne altri 4 in parallelo. Secondo le leggi dell'elettronica, questo dovrebbe aumentare la corrente che entra in ogni LED (poiché secondo i miei calcoli, ogni LED ora ha una resistenza di 66R - portando la corrente a livelli pop ).

Quale sarebbe il modo migliore per risolvere questo problema?

Un esempio più complesso potrebbe essere il caso in cui avessi un circuito pilotato da PIC per rilevare la tensione e controllare una specifica combinazione di tasti (una tastiera elettronica) . Decido quindi di aggiungere un LED di alimentazione, in parallelo, per determinare se il circuito è acceso. Presumo che ciò influenzerebbe la tensione e la corrente erogate nel mio circuito originale e potenzialmente romperebbe le cose, non è vero?

In caso affermativo, ancora una volta, quale sarebbe il modo migliore per risolverlo?

Penso, per riassumere, di essere confuso sul modo in cui i circuiti di qualsiasi complessità vengono gestiti quando l'aggiunta di un componente può sconvolgere completamente l'equilibrio di tensione e corrente.

Ryall: non è chiaro dalla descrizione, il circuito "1 + 4" è come illustrato nell'immagine seguente? http://i.imgur.com/wLDrk.png
Ryall: che tipo di LED stai usando? Ad esempio, rosso / verde / giallo / blu, luminosità normale / alta luminosità?
Ryall: In "deciso di connetterne altri 4 in parallelo", cosa sono i 4? È resistenza + LED, LED o resistenza? In altre parole, quale dei seguenti componenti conta è? 5 resistenze + 5 LED / 5 resistenze + 1 LED / 1 resistenza + 5 LED?
@Peter, era 5 + 5 - Ora ho una comprensione molto maggiore di queste cose. È divertente guardare indietro a me stesso. :)
Cinque risposte:
akohlsmith
2010-10-01 18:06:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La corrente attraverso ogni LED non cambierebbe. Ognuno assorbirebbe 5/330 o 15 mA (I = V / R). L'alimentatore dovrebbe fornire 4 * 15 mA o 60 mA. Non hai modificato la quantità di corrente attraverso nessuno dei LED, tutto ciò che hai fatto è aggiungerne altri in parallelo.

Usiamo una classica analogia con l'acqua: hai un secchio d'acqua con un unico foro forato sul fondo. La quantità di acqua che esce da quel foro non cambierà se hai praticato altri tre fori sul fondo. La quantità di acqua che fuoriesce dal secchio, tuttavia, quadruplicherebbe.

Ricorda che in qualsiasi circuito la corrente che scorre attraverso i componenti in serie sarà la stessa e la tensione tra i componenti in parallelo sarà la stessa . Penso che sia qui che risiede la tua confusione. L'aggiunta di un LED attraverso un alimentatore non influisce sulla tensione o sulla corrente per il circuito già esistente, proprio come collegare una radio alla presa a cui è già collegata una lampada non rende la lampada più fioca.

Se sei ancora confuso, commenta e ti chiarirò. Non c'è niente di sbagliato nel voler imparare. :-)

Risposta brillante, grazie mille Andrew - la mia testa è un po 'meno confusa ora che l'hai chiarito.
Anche se sono sicuro di aver vissuto in una casa (non per molto tempo) dove collegare una radio a una presa a muro a cui era già collegata una lampada la faceva diventare più fioca (anche se non per i motivi elencati qui).
la corrente attraverso ciascun LED non è 5/330, è (5 - Vf) / 330 dove Vf è la caduta in avanti del LED, solitamente 1.2-1.5V.
Sì, ma non ha nemmeno un LED con una resistenza di 330 ohm. Tralasciavo i dettagli per non offuscare lo spirito della domanda con dettagli pedanti. :-)
endolith
2010-10-01 19:01:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

e ho deciso di collegarne altri 4 in parallelo. Secondo le leggi dell'elettronica, questo dovrebbe aumentare la corrente che entra in ogni LED

No, ogni LED avrebbe ancora la stessa corrente attraverso di esso, ma il totale la corrente utilizzata da tutti i LED insieme sarebbe 4x di più.

per aggiungere un LED di alimentazione, in parallelo, per determinare se il circuito è acceso. Presumo che questo influenzerebbe la tensione e la corrente erogate nel mio circuito originale e potenzialmente romperebbe le cose, non è vero?

Potrebbe. Dipende dall'impedenza di uscita (o resistenza interna) dell'alimentatore. Se l'alimentatore ha un'impedenza di uscita bassa (come la maggior parte), il calo di tensione aggiungendo un altro carico non sarà molto elevato. Un alimentatore a bassa impedenza è descritto come "rigido" perché la tensione non cambierà molto quando si modifica il carico. Un LM7805 ha un'impedenza di uscita di 15 mΩ (millesimi di ohm), ad esempio, che è molto bassa. È progettato per fornire corrente a carichi variabili senza variare la tensione.

Se ha un'impedenza di uscita elevata, l'aumento del carico causerà un abbassamento della tensione di alimentazione, che potrebbe influenzare gli altri carichi.

Ogni componente ha una certa resistenza interna. A volte è importante, a volte no.

Richard
2010-10-01 19:27:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ti suggerisco di rivedere le tue leggi sui circuiti di Kirchhoff:

http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws

As O Engenheiro ha affermato che se la sorgente di tensione è considerata ideale, la sua sorgente di tensione non cambierà. Se hai letto alcuni libri di elettronica, saprai anche che un diodo non segue la legge di Ohm. Ad esempio, non esiste una relazione diretta tra la sua corrente e la sua tensione, tuttavia per calcoli rapidi e sporchi si può presumere che la sua caduta di tensione sarebbe .7V (supponendo che sia silicio, cosa probabile) visto che la tua sorgente è maggiore rispetto a questo valore (altrimenti il ​​diodo potrebbe essere trattato come un circuito aperto)

Usando KVL sappiamo che VS - VResistor - VDiode = 0 => VResistor = 4.3V

e ora da allora i resistori seguono la legge di ohm:

I = V Resistenza / Resistenza = 4,3 V / 330 = 13 mA

Tuttavia, la corrente totale prelevata dalla sorgente sarà 4X13 mA = 52 mA

questo è corretto, tranne che per i numeri. La caduta di tensione per un normale diodo Si è di 0,7 V, ma per i LED è compresa tra 1,6 V e 2,4 V, a seconda del tipo. Per i LED standard rossi è 1,6 V alla corrente di funzionamento standard.
I LED non sono dispositivi Si. Ad esempio, i LED rossi standard sono tipicamente fosfuro di arseniuro di gallio (GaAsP) o arseniuro di gallio di alluminio (AlGaAs). Panoramica: http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Colors_and_materials
Daniel Grillo
2010-10-01 18:38:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Legge di Ohm: V = R x I

Come puoi vedere, la tensione è direttamente proporzionale alla resistenza e alla corrente. La corrente attraverso una sorgente di tensione ideale è completamente determinata dal circuito esterno. La sorgente di tensione ideale non cambia la sua tensione. Quindi, quando il valore di resistenza diminuisce, il valore di corrente deve aumentare per mantenere lo stesso valore di tensione. Più basso è il valore di resistenza, maggiore è il valore corrente.

Ogni carico ha una resistenza equivalente. Nel tuo esempio, quando avevi solo un LED con una resistenza 330R (carico), avevi Req = R1 (qualsiasi valore). Quando metti più LED e resistenze, hai cambiato Req in R2. Se R2 < R1, la corrente aumenterà.

Nel mondo reale, la tensione della sorgente ha un limite di corrente che può fornire. Se il valore della corrente aumenta molto, è necessario modificare la sorgente di tensione.

Grazie mille per la tua risposta, me lo ha ulteriormente chiarito. Penso che quello che non ho capito è che la tensione tra i componenti in parallelo è la stessa e che il circuito assorbe solo la massima quantità di corrente possibile in qualsiasi momento. In precedenza, avevo pensato alla corrente / tensione meno come un secchio d'acqua e più come un tubo di alimentazione con una corrente fissa. Nel chiarire questi punti per me, entrambi mi avete permesso di apprezzare appieno le basi di come funzionano la corrente e la tensione - qualcosa che 2 libri di elettronica di avviamento non sono riusciti a fare.
ajs410
2010-10-01 22:01:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hai sollevato il punto di un PIC. I pin del PIC genereranno o assorbiranno la corrente necessaria per guidare il pin di uscita a 5 V o 0 V.

Supponiamo che tu abbia un anodo del LED collegato a un pin di uscita PIC. Il catodo viene quindi collegato a terra tramite il resistore di limitazione della corrente. Se dici al PIC di emettere uno 0, allora abbiamo 0 V attraverso il LED, quindi nessuna corrente lo attraverserà.

Ora, supponiamo che tu commuti l'uscita a 1. Ora ci sono 5 V attraverso il LED e resistenza; l'output inizia a sorgente corrente. L '"1" collega il pin di uscita alla guida VDD del PIC, quindi è da lì che proviene la corrente.

Quindi ora c'è questa raffica di corrente dove prima non c'era corrente. Il PIC richiede più potenza. Sfortunatamente, l'alimentatore è "lontano" e ci vuole un po 'di tempo prima che le richieste del PIC si propagino su tutta la linea, e più tempo perché il regolatore risponda e più tempo perché la risposta del regolatore si propaghi di nuovo al pin VDD del PIC . Durante questo periodo, potrebbe esserci un calo catastrofico nell'alimentazione al pin VDD del PIC.

Per compensare questo, usiamo condensatori di bypass . Pensa a loro come piccole pozzanghere di carica. Quando il pin di uscita cambia, il PIC richiederà più corrente e il condensatore sarà in grado di fornirne un po 'fino a quando il regolatore non potrà reagire. Questo è il motivo per cui i condensatori di bypass devono essere posizionati il ​​più vicino possibile ai pin VDD / GND ... devono essere in grado di reagire il più velocemente possibile quando la corrente viene attivata.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
Loading...