כיצד להגדיר נגדים, קבלים וטרנזיסטורים במעגלים אלקטרוניים

בפוסט זה אנו מנסים להעריך כיצד להגדיר או לחבר רכיבים אלקטרוניים כגון נגדים, קבלים עם מעגלים אלקטרוניים באמצעות חישוב נכון

אנא קרא את ההודעה הקודמת שלי בנושא מה זה מתח וזרם , כדי להבין את העובדות האלקטרוניות הבסיסיות שלהלן מוסברות בצורה יעילה יותר.

מה זה נגד

- זהו רכיב אלקטרוני המשמש להתנגדות לזרימת אלקטרונים או לזרם. הוא משמש לשמירה על רכיבים אלקטרוניים על ידי הגבלת זרימת הזרם בעת עליית המתח. נוריות LED דורשות נגדים בסדרה מאותה סיבה כדי שניתן יהיה להפעיל אותם במתח גבוה מהדירוג שצוין. רכיבים פעילים אחרים כמו טרנזיסטורים, מוספטים, טריאקים, SCRs משלבים גם נגדים מאותן סיבות.

מהו קבלים

זהו רכיב אלקטרוני המאחסן כמות מסוימת של מטען חשמלי או פשוט את המתח / הזרם המופעל, כאשר הלידים שלו מחוברים על פני נקודות האספקה ​​הרלוונטיות. הרכיב מדורג בעצם עם כמה יחידות, מיקרו-פרד ומתח. 'המיקרופראד' מחליט את כמות הזרם שהוא יכול לאגור והמתח מגדיר כמה מתח מקסימלי ניתן להחיל או לאחסן בו. דירוג המתח הוא קריטי, אם הוא עולה על הסימון, הקבל פשוט יתפוצץ.

יכולת אחסון של רכיבים אלה פירושה שהאנרגיה המאוחסנת הופכת להיות שמישה, לכן אלה משמשים כמסננים שבהם המתח המאוחסן משמש למילוי החללים הריקים או שקעי מתח באספקת המקור, וכך למלא או להחליק את התעלות בקו.

האנרגיה המאוחסנת הופכת להיות ישימה גם כאשר היא משתחררת לאט דרך רכיב מגביל כמו נגד. כאן, הזמן הנדרש על ידי הקבל לטעינה מלאה או פריקה מלאה הופך לאידיאלי עבור יישומי טיימר, כאשר ערך הקבל קובע את טווח העיתוי של היחידה. לכן משתמשים בהם בטיימרים, מתנדים וכו '.

תכונה נוספת היא שברגע שקבל טעון במלואו הוא מסרב להעביר עוד זרם / מתח ועוצר את זרימת הזרם על פני המוליכים שלו, כלומר הזרם המופעל עובר על פני המוליכים שלו רק במהלך הטעינה ונחסם לאחר הטעינה. התהליך הושלם.

תכונה זו מנוצלת על מנת לאפשר החלפה של רכיב פעיל מסוים לרגע. לדוגמה, אם מתח מפעיל מתח על בסיס הטרנזיסטור באמצעות קבלים, הוא יופעל רק למשך פרק זמן מסוים, עד שהקבל יטען לחלוטין, ולאחר מכן הטרנזיסטור יפסיק להתנהל. ניתן לראות את אותו הדבר עם נורית LED כאשר הוא מופעל באמצעות קבל הוא מאיר לשבריר שנייה ואז נכבה.

מה זה טרנזיסטור

זהו רכיב מוליך למחצה בעל שלוש מובילים או רגליים. ניתן לחווט את הרגליים כך שרגל אחת הופכת לשקע נפוץ עבור המתחים המופעלים על שתי הרגליים האחרות. הרגל המשותפת מכונה פולט, ואילו שתי הרגליים האחרות נקראות בסיס והקולט. הבסיס מקבל את הדק המיתוג בהתייחס לפולט וזה מאפשר מתח וזרם עצומים יחסית עבור אספן לפולט.

סידור זה גורם לו לעבוד כמו מתג. לכן ניתן להפעיל או לכבות כל עומס המחובר בקולט עם פוטנציאלים זעירים יחסית בבסיס המכשיר.

המתחים המופעלים בבסיס והקולט מגיעים סוף סוף ליעד המשותף דרך הפולט. הפולט מחובר לאדמה מסוג NPN ולחיוב לסוגי טרנזיסטור PNP. NPN ו- PNP משלימים זה את זה ופועלים בדיוק באותו אופן אך באמצעות כיוונים או קוטבים מנוגדים עם מתחים וזרמים.

מהי דיודה:

אנא עיין המאמר הזה למידע המלא.

מה זה SCR:

ניתן להשוות אותו למדי לטרנזיסטור ומשמש גם כמתג במעגלים אלקטרוניים. שלושת המוליכים או הרגליים מוגדרים כשער, האנודה והקטודה. הקתודה היא המסוף המשותף שהופך לנתיב הקבלה עבור המתחים המופעלים בשער והאנודה של המכשיר. השער הוא נקודת ההפעלה המעבירה את הכוח המחובר לאנודה לרגל הקתודה המשותפת.

עם זאת, בניגוד לטרנזיסטורים, השער של SCR דורש כמות גבוהה יותר של מתח וזרם ויתרה מכך ניתן להשתמש במכשיר למיתוג בלעדי של AC על פני האנודה והקטודה שלו. לכן זה הופך להיות שימושי להחלפת עומסי AC בתגובה לטריגרים המתקבלים בשערו, אך השער יצטרך פוטנציאל DC בלבד ליישום הפעולות.

הטמעת הרכיבים הנ'ל במעגל מעשי:

כיצד להגדיר נגדים, קבלים וטרנזיסטורים במעגלים אלקטרוניים ......?

שימוש ויישום של חלקים אלקטרוניים באופן מעשי במעגלים אלקטרוניים הוא הדבר האולטימטיבי שכל חובב אלקטרוני מתכוון ללמוד ולשלוט בו. למרות שזה קל יותר לומר מאשר לעשות זאת, שתי הדוגמאות הבאות יסייעו לך להבין כיצד ניתן להגדיר נגדים, קבלים, טרנזיסטורים לבניית מעגל יישום מסוים:

מכיוון שהנושא יכול להיות עצום מדי ועשוי למלא נפחים, נדון רק במעגל יחיד הכולל טרנזיסטור, קבלים, נגדים ו- LED.

בעיקרון רכיב פעיל תופס את הבמה המרכזית במעגל אלקטרוני, ואילו הרכיבים הפסיביים ממלאים את התפקיד התומך.

נניח שאנחנו רוצים ליצור מעגל חיישני גשם. מכיוון שהטרנזיסטור הוא המרכיב הפעיל העיקרי, עליו לעלות על הבמה המרכזית. אז אנו מציבים אותו בדיוק במרכז הסכמטי.

שלושת המוליכים של הטרנזיסטורים פתוחים וזקוקים להגדרה הנדרשת באמצעות החלקים הפסיביים.

כפי שהוסבר לעיל, הפולט הוא המוצא הנפוץ. מכיוון שאנו משתמשים בטרנזיסטור מסוג NPN, על הפולט לרדת לקרקע, ולכן אנו מחברים אותו לקרקע או למסילת האספקה ​​השלילית של המעגל.

הבסיס הוא החישה העיקרית או הקלט המפעיל, ולכן צריך לחבר את הקלט הזה לאלמנט החיישן. אלמנט החיישן כאן הוא זוג מסופי מתכת.

אחד המסופים מחובר לאספקה ​​החיובית ואת המסוף השני צריך לחבר לבסיס הטרנזיסטור.

החיישן משמש לזיהוי נוכחות של מי גשמים. ברגע שמתחיל הגשם טיפות המים מגשרות בין שני המסופים. מכיוון שלמים יש עמידות נמוכה, מתחיל לדלוף את המתח החיובי על גבי המסופים שלהם, לבסיס הטרנזיסטור.

מתח דולף זה מזין את בסיס הטרנזיסטור ובמהלך מגיע לקרקע דרך הפולט. ברגע שזה קורה, בהתאם למאפיין המכשיר, הוא פותח את השערים בין האספן לפולט.

פירוש הדבר שכעת אם נחבר מקור מתח חיובי לקולט, הוא יתחבר מיד לקרקע באמצעות הפולט שלו.

לכן אנו מחברים את קולט הטרנזיסטור לחיובי, אולם אנו עושים זאת באמצעות העומס כך שהעומס פועל עם המיתוג, וזה בדיוק מה שאנחנו מחפשים.

מדמים את הפעולה הנ'ל במהירות, אנו רואים שהאספקה ​​החיובית דולפת דרך מסופי המתכת של החיישן, נוגעת בבסיס וממשיכה את דרכה כדי להגיע סוף סוף לקרקע ומשלימה את מעגל הבסיס, אולם פעולה זו מושכת באופן מיידי את מתח הקולט לקרקע. באמצעות הפולט, מפעיל את העומס שהוא זמזם כאן. הבאזר נשמע.

הגדרה זו היא ההגדרה הבסיסית, אולם היא זקוקה לתיקונים רבים וניתנת לשינוי בדרכים רבות ושונות.

כשמסתכלים על הסכימה אנו מגלים שהמעגל אינו כולל נגד בסיס מפני שהמים עצמם פועלים כנגד, אך מה קורה אם מסופי החיישן יתקצרו בטעות, הזרם כולו ייזרק לבסיס הטרנזיסטור ויטגן אותו. באופן מיידי.

לכן מטעמי בטיחות אנו מוסיפים נגד לבסיס הטרנזיסטור. עם זאת ערך הנגד הבסיסי מחליט כמה זרם מפעיל יכול להיכנס על פני סיכות הבסיס / פולט, ולכן בתורו משפיע על זרם הקולט. לעומת זאת, נגד הבסיס צריך להיות כזה שיאפשר למשוך זרם מספיק מהקולט לפולט, מה שמאפשר החלפה מושלמת של עומס הקולט.

לצורך חישובים קלים יותר, ככלל אצבע, אנו יכולים להניח שערך הנגד הבסיסי יהיה פי 40 יותר מהתנגדות עומס הקולט.

לכן, במעגל שלנו, בהנחה שעומס האספן הוא זמזם, אנו מודדים את ההתנגדות של הזמזם המסתכם ב -10 K. 40 פעמים 10K פירושו שהתנגדות הבסיס חייבת להיות איפשהו בסביבות 400K, אולם אנו מגלים שהתנגדות המים היא בסביבות 50K, אז בניכוי ערך זה מ- 400K, אנו מקבלים 350K, זהו ערך הנגד הבסיס שעלינו לבחור.

עכשיו נניח שאנחנו רוצים לחבר נורית למעגל הזה במקום זמזם. איננו יכולים לחבר את ה- LED ישירות לקולט הטרנזיסטור מכיוון שגם נוריות LED פגיעות ויידרשו נגד הגבלת זרם אם מתח ההפעלה גבוה יותר מהמתח הקדימה שצוין.

לכן אנו מחברים נורית LED בסדרה עם נגד 1K על פני הקולט וחיובי של המעגל הנ'ל, ומחליפים את הבאזר.

כעת הנגד בסדרה עם ה- LED עשוי להיחשב כנגד עמידות בקול.

אז עכשיו התנגדות הבסיס צריכה להיות פי 40 מערך זה, שמסתכם ב -40 K, אולם עמידות המים עצמה היא 150K, פירושה שהתנגדות הבסיס כבר גבוהה מדי, כלומר כאשר מי גשמים מגשרים על החיישן, הטרנזיסטור לא יוכל הפעל את ה- LED בצורה בהירה, אלא יאיר אותו בצורה עמומה מאוד.

אז איך נוכל לפתור את הבעיה הזו?

עלינו להפוך את הטרנזיסטור לרגיש יותר, ולכן אנו מחברים טרנזיסטור נוסף כדי לסייע לקיים בתצורת דרלינגטון. עם סידור זה צמד הטרנזיסטורים הופך לרגיש מאוד, רגיש פי 25 לפחות מהמעגל הקודם.

פי 25 יותר רגישות פירושו שאנחנו יכולים לבחור התנגדות בסיס שעשויה להיות 25 + 40 = 65 עד 75 פעמים התנגדות האספנים אנו מקבלים את הטווח המרבי של כ 75 עד 10 = 750K, כך שאפשר לקחת את זה כערך הכולל של הבסיס נַגָד.

הפחתת עמידות במים של 150K מ- 750K אנו מקבלים 600K, כך שזה ערך הנגד הבסיסי שאנו יכולים לבחור עבור התצורה הנוכחית. זכור שהנגד במקרה יכול להיות כל ערך כל עוד הוא ממלא שני תנאים: הוא לא מחמם את הטרנזיסטור וזה עוזר להחליף את עומס הקולט בצורה מספקת. זהו זה.

עכשיו נניח שנוסיף קבלים על בסיס הטרנזיסטור והאדמה. הקבל, כפי שהוסבר לעיל, יאגר בתחילה קצת זרם כאשר הגשם מתחיל דרך הדליפות על פני מסופי החיישן.

עכשיו אחרי שהגשם מפסיק, ודליפת גשר החיישן מנותקת, הטרנזיסטור עדיין ממשיך להתנהל בהשמעת זמזם ... איך? המתח המאוחסן בתוך הקבל מזין כעת את בסיס הטרנזיסטור ושומר עליו מופעל עד שהוא מתפרק מתחת למתח מיתוג הבסיס. זה מראה כיצד קבל עשוי לשרת במעגל אלקטרוני.