Kurs elektroniki – #1 – napięcie, prąd, opór i zasilanie

[Treker 2523]

@GandalfTotalBro napięcie sprawdzane miernikiem na gołej baterii to nie wszystko. Ważny jest jeszcze pomiar napięcia "pod obciążeniem". Przykładowo na nowej baterii możesz zmierzyć 9 V, ale jeśli obciążysz ją, czyli zaczniesz pobierać z niej jakiś większy prąd to napięcie może spaść np. do 8,7 V. Im bardziej rozładowana bateria tym spadek napięcia pod obciążeniem będzie jeszcze większy. Szczerze mówią to nigdy nie spotkałem się z baterią 9 V, która byłaby rozładowana do 1,5 V, ale prawdopodobnie taka bateria nie będzie już nadawała się do niczego - próba pobrania jakiegokolwiek prądu sprawi, że napięcie spadnie do zera.

[qnick 4]

Hej, głupie pytanie na dziś Czemu używacie słowa prąd a nie natężenie? Pytam, bo używacie tego w miarę konsekwentnie.Tylko w jednym miejscu się pojawia natężenie, a ja całe życie mówiłem natężenie i zastanawiam się czy się mocno wygłupiłem.

[Treker 2523]

@qnick nie ma głupich pytań  Jest "prąd elektryczny", a wielkość opisująca jaki prąd płynie w danym miejscu nazywana jest "natężeniem prądu". Skraca się więc to do samych "prąd" i "natężenie". Czyli np. "W tym układzie płynie prąd, bo obwód jest zamknięty" oraz "W tym układzie płynie prąd o natężeniu 20 mA." To raczej kwestia językowa, w każdym razie na pewno "natężenie" nie jest synonimem słowa "prąd".

[hryja 6]

Wszystko fajnie, ale mam pierwszą poprawkę. Patrząc na analogię wodną dla oporu, w pierwszym zdaniu popełniliście błąd logiczny, nazywając zamknięcie zastawy (opuszczenie) otwarciem. "W przypadku analogii wodnej oporem będzie poziom otwarcia śluzy. Im jest szerzej otwarta, tym opór jest mniejszy i wypływa więcej wody. Im bardziej jest zamknięta, tym opór jest większy i ze zbiornika za tamą wypływa mniej wody." Na rysunku wcale nie oznaczyliście poziomu otwarcia śluzy, tylko jej poziom zamknięcia.Przypominam, że określenie  analogia oznacza, zgodność  a w pierwszym zdaniu jest odwrotna proporcjonalność, czyli przeciwieństwo analogii. W analogiach napięcia i prądu gdzie jest zależność wprost proporcjonalna, czyli jak jedno jest większe to i drugie jest większe, wszystko jest prawidłowo. Uważam, że tekst powinien brzmieć " W przypadku analogii wodnej, oporem będzie poziom zamknięcia śluzy (ewentualnie opuszczenia zastawy). Im jest mniej zamknięta (opuszczona) tym opór jest mniejszy i wypływa więcej wody. Im jest więcej zamknięta (opuszczona), tym opór jest większy i ze zbiornika za tamą wypływa mniej wody." 

Przepraszam za upierdliwość, ale stosujmy się do znaczenia słowa analogia.

[Polecacz 101]

Szukasz producenta PCB? Sprawdź firmę JLCPCB. Dlaczego warto?
   • Prototypy PCB 2-warstwowe za 2$ (gotowe w 24 godziny)
   • Prototypy PCB 4-warstwowe za 5$
   • Montaż SMT od 7$
   • Produkcja w profesjonalnej fabryce (zobacz film)
Sprawdź też » Jak powstaje PCB? Wycieczka po fabryce

[Treker 2523]

@hryja dziękuję za uwagę, zapisuję - gdy tylko będzie odświeżać książkę i kurs to na pewno przyjrzymy się temu bliżej.

[qnick 4]

Analogia oznacza nie tylko zgodność ale i podobieństwo. Pierwsze zdanie rzeczywiście można by poprawić ('ograniczenie przepływu przez śluzę/zastawkę', etc) ale reszty bym nie tykał.

Na pewno nie zmieniajcie niczego na "mniej zamknięte" czy "bardziej nieotwarte", bo kurs jest kierowany między innymi do ludzi, dla których materia prądu jest raczej trudna, a może nawet i napawająca lękiem. Komplikowanie języka nie ułatwi im przyswajaniu zawartości kursu, choćby pod względem logicznym było jak najbardziej uzasadnione. Choć na co dzień zajmuję się wpływem budowli hydrotechnicznych na przyrodę, to nawet nie zauważyłem, że użyliście 'śluza' zamiast 'zastawka', a fakt, że ujście z tamy jest w jej połowie, a nie na dole (tak jest w przypadku 'dolnych  upustów', które dominują w obecnie budwanych tamach, przyczyniając się do zarastania glonami odcinków rzek pod tamą oraz do nieznośnie niskiej temperatury tam panującej) doskonale rozumiem jako zabieg potrzebny do łatwiejszego przedstawienia właśnie oporu

Robicie genialną robotę. Mój młody dzisiaj rano po wstaniu z łóżka siadł do waszego kursu.

[hryja 6]

Zgadzam się na poprawienie tylko pierwszego zdania, bo drugie dlatego, że użyliście terminu zamknięcie a nie otwarcie jest poprawne. Nie chcę bełtać ludziom w głowach, chcę tylko, żeby opis odpowiadał temu co widzą oczy i zwyczajowym pojęciom, a podobieństwo dwóch porównywanych zjawisk lub zmiennych,  oznacza,  że ich zachowania jest podobne, czyli gdy jedno rośnie to i drugie ma rosnąć,  nazywamy to wprost proporcjonalnością. Trudno  nazwać podobnymi dwie zmienne, z których gdy jedna rośnie to druga maleje, bo to nie analogia tylko odwrotna proporcjonalności. Kurs jest przeznaczony dla zielonych, ale część z nich (między nimi ja) ma bardzo dobrą pamięć wzrokową i bardziej zapamiętają rysunek. To dlatego zwracam uwagę  na niezgodności opisu z rysunkiem. Jeżeli używamy słowa otwarcie, to strzałka powinna wymiarować otwór, czyli przestrzeń przez którą przepływa woda. Dlatego mówię, że prawidłowo zwymiarowany opór, został w pierwszym zdaniu, źle opisany. Ja nie uważam tak jak qnick, że dla wytłumaczenia jednego pojęcia można źle przedstawić inne. Sam piszesz, że zajmujesz się wpływem budowli hydrologicznych na przyrodę, ale właśnie z analogii wodnej napięcia, którego wielkość jest wymiarować od dna zbiornika, wynika, że otwór spustowy czy śluza, powinien znajdować się  też u podstawy zapory od strony zbiornika, właśnie analogią wodną napięcia jest ciśnienie hydrostatyczne wywołane przez słup wody. Z obecnego rysunku widać, że przy spadku napięcia do poziomu dolnej krawędzi śluzy, przepływ wody, a więc i prąd, wyniesie zero, a przecież napięcie nie będzie jeszcze zerowe. Część napięcia ze źródła zasilania, pozostaje niewykorzystana. Jaki jest powód tego zjawiska w analogii elektrycznej, przecież nie zostało ono ani dostrzeżone  ani opisane?. Różnicę między poziomem śluzy a zbiornikiem odpływowym należy zachować jak jest na rysunku, bo dobrze przydaje się do analogii natężenia prądu. Wydaje mi się, że właśnie do zgłaszania takich uwag i drobnych nieścisłości służy ten blog, bo wszystkim nam zależy, żeby kursy Forbotu, były coraz lepsze, a lepiej poprawek dokonywać samemu, niż czekać aż wytknie je, istniejąca przecież realnie konkurencja. Niektóre zmiany nie wymagają wielkich nakładów, myślę że dotyczy to szczególnie pdf. a może też ebooki. Ja ze swojej strony zamierzam wszystkie dostrzeżone błędy nadal w tej formie zgłaszać.

Aktualizacja:

W analogii wodnej napięcia, popełniliście błąd, polegający na tym , że różnicę potencjałów pomiędzy dwoma punktami, będącą elektrycznym pojęciem napięcia, przedstawiliście jako równą różnicy poziomów wody przed i za zaporą, natomiast w rzeczywistości poziom wody za tamą, nie ma żadnego wpływu na jej szybkość przepływu czyli prąd, a jedynie wysokość słupa wody nad zasuwą. Przecież równoczesne obniżenie o tyle samo  poziomów wody przed i za tamą, co według oznaczeń na rysunku nie spowoduje zmiany napięcia, wpłynie wyraźnie na obniżenie szybkości przepływu, czyli prądu.  A sytuacja odwrotna, gdy podnosimy poziom wody przed i za tamą, tak, żeby woda za nią osiągnęła prawie wysokość dolnej krawędzi przepustu. Wartość napięcia ta sama, a prąd w zasadzie wzrastając, w przykładzie z tamą  będzie mniejszy. Wydaje mi się, że po prostu przykład z tamą,  acz malowniczy, jest niezbyt fortunny. Czy nie wystarczyły zwykły pojemnik z wodą, mający umieszczony przy dnie zawór z poziomym wylotem, ustawiony na stole ze znajdującą się przed nim miską. Oczywiście to uproszczenie,  ale rozwiązujący problemy związane z tamą. A może dwa naczynia połączone, gdzie rzeczywiście napięciem będzie różnica pomiędzy poziomami płynu. W przewodzie je łączącym oczywiście umieścimy zawór symbolizującym opór i małą turbiny do wykazania szybkości przepływu, czyli natężenia prądu. Zaznaczamy w kursie,  że będziemy mieli do czynienia z małymi napięciami i prądami,  a jako przykład pokazujemy jedną z największych budowli inżynieryjnych, służącą do wytwarzania energii elektrycznej o mocy setek MW, a nawet dziesiątek GW (Zapora Trzech Przełomów).

Wygląda na to, że mówimy o małej papierowej łódeczce, ale na przykładzie lotniskowca atomowego, a robimy to jeszcze tak nieudolnie, że nasze przykłady są sprzeczne z teorią. Skąd nagle taka gigantomania i brak krytycyzmu?

Edytowano Grudzień 20, 2020 przez hryja
Błędy ortograficzne

[Treker 2523]

@hryja tak jak pisałem już niedzielę - dziękuję za wszystkie uwagi, zapoznałem się z nimi i zapisałem. Przy najbliższej okazji będziemy rozważać ewentualne zmiany. Przy obecnej formie kursu (materiały online, książka, e-book, filmy, dodatkowe materiały drukowane i jeszcze kilka innych form) nie jestem w stanie ani wprowadzić zmian z dnia na dzień. Zbieram wszystkie uwagi i wprowadzamy takie poprawki zbiorczo.

Taka analogia do tamy jest w tym kursie od samego początku tj. już ponad 5 lat i do tej pory nie pojawiło się zbyt wiele głosów, które miałyby wskazywać na to, że tama jest myląca (właściwie nie kojarzę żadnych wcześniejszych dyskusji tego typu). To tylko ilustracje, które mają uzmysłowić czytelnikowi o co chodzi, nie są to techniczne rysunki. To tylko pewna analogia - takie porównanie do czegoś podobnego co jest "namacalne".

[JANXJFK 0]

polecam do symulacji tinkercad

[Treker 2523]

Symulatory są pomocne, ale nic nie zastąpi wykonywania ćwiczeń w praktyce. Szczególnie na początku, gdy wszystko jest stosunkowo łatwe w otworzeniu i zmierzeniu

[hryja 6]

Widocznie przez 5 lat nikt nie zwrócił uwagi na błędy o których pisałem wcześniej.  Czytelnicy widzą to co chcą zobaczyć, ale od autorów kursu, można wymagać, przynajmniej zgodności z teorią.. Jaki wpływ na zwiększenie przepływu, będzie miało zwiększenie napięcia, które określacie jako różnicę poziomów wody, poprzez jej obniżenie za zaporą - żaden i to jest właśnie sprzeczne z teorią. Tak jak piszecie, najważniejsza jest praktyka i na niej się skupiliście, ale wszystkie ćwiczenia, które się wykonuje, służą do udowadniania obowiązujących praw fizyki. Prawdziwa sztuka polega na takim dobraniu analogii, żeby była zgodna z tymi prawami i w sposób zrozumiały, czyli uproszczony, je przedstawiała. Dlaczego nie podnieść poziomu wody za zaporą do dolnej krawędzi upustu (zgodność z definicją napięcia) a szybkości przepływu, czyli natężenia prądu, nie przedstawicie jako prędkości obrotowej zainstalowanej tam turbiny. Opór jest to przeciwstawianie się czemuś i właśnie tym jest stopień zamknięcia zasuwy, bo gdy on wzrasta, to i opór wzrasta. Wiem, że w pierwszej klasie, nie będzie się rozwiązywać zadań z matematyki za pomocą np. równań kwadratowych, ale wynik musi być zgodny z teorią, niezależnie od zastosowanej metody. Gdy po kilku latach, ktoś zwraca Wam uwagę na sprzeczności w Waszym kursie, to nie dlatego, że się czepia, tylko dlatego, że czyta ze zrozumieniem i usiłuje znaleźć w Waszych analogiach, zgodność z przedstawianymi twierdzeniami. Macie rację, że woda, jako czynnik widoczny jest dobrym analogiem,  dla niewidocznego, może poza wyładowaniami elektrycznymi, prądu elektrycznego, ale przykłady i nazewnictwo, trzeba do tego celu dobierać z rozmysłem. Przyjęcie przez Was założenia, że przykład nie musi odpowiadać teorii, byle tylko był zrozumiały dla czytającego bez zrozumienia kursanta, uważam za błędne.Czasami najlepsze jest najprostsze rozwiązanie, np.plastikowy pojemnik na wodę z umieszczonym na dnie poziomo kranikiem, gdzie napięciem jest poziom wody w naczyniu, natężeniem prądu, odległość na jaką wypływa woda a oporem % zamknięcia kranika. Czy uważacie, że to byłoby niezrozumiałe albo za trudne dla kursantów. Jako programiści, powinniście szczególnie doceniać precyzję i odpowiednie nazewnictwo Może zmiany wprowadzicie za następne kilka lat, ale róbcie to z rozmysłem.

[Treker 2523]

@hryja odpowiadałem już w tej sprawie kilka razy, więc ponowię to samo - dziękuję za wszystkie uwagi, zrozumiałem, że nie zgadzasz się z naszą analogią wodną, mam to zapisane i przyjrzymy się temu bliżej podczas kolejnej aktualizacji kursu. To jest 4 lub 5 post Twojego autorstwa na ten sam temat. Od razu podziękowałem za zgłoszenie i powiedziałem, że się tym zajmiemy. Kolejne zgłoszenia z Twojej strony naprawdę nie przyspieszą tej sprawy - raz wystarczy, zapisane i czeka na weryfikację.

Ten kurs jest czytany przez tysiące osób, jeśli ilustracje wprowadzałyby czytelników w błąd to na pewno mielibyśmy tutaj znacznie więcej takich głosów niezrozumienia. Może obecna forma ilustracji nie jest z idealna, ale przez te wszystkie lata nie zauważyliśmy, aby taka forma sprawiała jakieś większe problemy. Pisząc kurs dla początkujących musimy godzić się z pewnymi uproszczeniami. Osoby doświadczone nie zawsze mogą być z tego zadowolone, ale z naszego doświadczenia wynika jednak, że takie podejście pomaga osobom początkującym wejść w świat elektroniki, a to jest naszym głównym celem. Jeśli dla jakiejś osoby początkującej coś jest niejasne, to zawsze może nas tutaj zapytać o dokładniejsze wyjaśnienie - chętnie pomożemy  

[petroniusz28 1]

Cześć, mam prośbę o dodatkowe wyjaśnienie kwestii wspomnianej na początku sekcji "jak zmierzyć prąd", cytuję:

Cytat

Absolutnie NIE podłączaj teraz miernika w trybie pomiaru prądu do baterii. Natychmiast go uszkodzisz i konieczna będzie wymiana bezpiecznika.

Chciałbym dokładnie zrozumieć dlaczego miernik uległby uszkodzeniu. Czy to dlatego, że podłączając sondy zamykamy obwód, w którym w zasadzie nie ma żadnej rezystancji? Jeśli dobrze rozumiem informacje z dalszej części tej lekcji to maksymalna wartość prądu jaką można pobrać ze źródła musi być wskazana na źródle (czy da się to jakoś wyliczyć samodzielnie?) Na baterii dołączonej do kursu nie widzę takiej informacji ale na mierniku, przy "porcie" dla sondy widnieje informacja 10A, a chyba aż takiego prądu ta bateria nawet bez rezystancji nie wygeneruje... Chyba, że chodziło o to, że miernik wg stanu z poprzednich pomiarów w tej lekcji ma podłączoną czerwoną sondę do gniazda z pomiarem napięcia? i dlaczego wtedy miernik uległby zniszczeniu? 

Z góry dziękuję za odpowiedź

Pozdrawiam,

Piotr 

[Gieneq 804]

@petroniusz28 witam na forum  

Na zakresie 10 A możesz podłączyć, lecz tylko na chwilę tak by zobaczyć wynik (pewnie będzie kilka amperów) i nie jest to do końca złe, bo można tak oszacować naładowanie baterii.

Informacja jest podana, gdyż początkujący są na rożnym etapie, niektórzy są nieletni i mogą narozrabiać z takimi eksperymentami  Na bank miernik się uszkodzi, jak podłączy się na niższym zakresie. Ale i jak podłączy się baterię na wyższym zakresie miernika, ale przytrzyma się za długo to też będzie źle - bateria sie może rozgrzać i szybko się rozładuje.

[petroniusz28 1]

Dziękuję bardzo za powitanie i przede wszystkim za odpowiedź. Po mału chyba mi się to wszystko układa w głowie

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay