Kurs elektroniki – #3 – prawa Ohma i Kirchhoffa w praktyce

[Treker (Damian Szymański)]

@Kacper89 witam na forum. Faktycznie coś jest nie tak - wina może leżeć w złym połączeniu lub złych ustawieniach miernika. Niestety nie masz zarejestrowanego zestawu, więc nie wiem jakimi elementami dokładnie dysponujesz. Chętnie pomogę, ale dodaj zdjęcia swojego układu bezpośrednio na forum - m.in. ze względów bezpieczeństwa nie zezwalamy na osadzanie grafik z innych źródeł. Opcja dodawania ilustracji jako załącznik znajduje się pod oknem, w którym piszesz wiadomość. Więcej informacji na ten temat znajdziesz w instrukcji opisującej nasz edytor: https://forbot.pl/forum/topic/12077-jak-pisac-wiadomosci-krotka-instrukcja-korzystania-z-edytora/

 

[Kacper89]

Poniżej zdjęcie układu:

 

 

Pozdrawiam

[Treker (Damian Szymański)]

@Kacper89 wygląda wszystko poprawnie, podejrzenia raczej bym kierował w stronę miernika:

1. Czy bateria w mierniku jest nowa?
2. Czy ogólnie miernik jest nowy i nie mógł zostać wcześniej przez kogoś uszkodzony?
3. Jakie jest napięcie na baterii, gdy podłączono do niej ten rezystor.
4. Jaki wynik wskazuje miernik na niższym zakresie? 

 

[Kacper89]

Miernik był używany wcześniej do pomiaru napięcia w akumulatorze samochodowym, niewykluciam że coś mogło się stać. Bateria w środku nie jest nowa. Gdy podłączę rezystor napięcie na baterii wynosi 9,79. Na niższym zakresie miernik wskazuje 022.

[Treker (Damian Szymański)]

@Kacper89 a podłącz z ciekawości inny rezystor np. 1k i daj znać jakie wtedy będzie wynik.

[LewySierpowy]

Cześć. Czy spadki napięcia na bateri pod wpływem pobierania dużego prądu, są wynikiem zmian parametrów rezystancji wewnętrznej zależnej od temperatury? 

[Treker (Damian Szymański)]

@LewySierpowy czy wykonałeś ćwiczenie, które jest opisane pod koniec tej części kursu? Jest tam opisane, że można to wyjaśnić poprzez porównanie do dzielnika napięcia. Co dokładnie nie jest dla Ciebie zrozumiałe z tego opisu? Postaram się to lepiej wyjaśnić  Oczywiście temperatura też wpływa na działanie baterii, ale w tym kontekście jest to raczej pomijalne. 

[LewySierpowy]

@Treker Zrobiłem wszystko. Tylko jakoś za bardzo nie potrafię sobie tego zwizualizować. Bo skoro napięcie to różnica potencjałów, to mniejszy opór powinien powodować mniejszą różnicę między dwoma dowolnie wyznaczonymi punktami, ale przecież masa nadal ma zero. Więc powinien popłynąć większy prąd. Skoro prąd rośnie, to dlaczego napięcie spada? Bo o ile dobrze pamiętam dwukrotny wzrost prądu powinien powodować dwukrotny wzrost napięcia.

[Treker (Damian Szymański)]

@LewySierpowy odłóż na bok na razie potencjały itd. Weźmy sobie dowolny dzielnik napięcia. Wartości są nieważne, zasilanie 5V, dwa równe rezystory, więc na wyjściu dzielnika mamy połowę napięcia wejściowego (2,5 V):

Teraz przerysujmy ten obwód, nic się nie zmienia w połączeniach - przesunąłem tylko górny rezystor:

Co się teraz stanie, jak zmniejszymy jeden z rezystorów? Popłynie większy prąd, a napięcie na wyjściu nasze dzielnika zamaleje:

Mam nadzieję, że do tego momentu jest to jasne - w końcu to tylko zwykły dzielnik napięcia. A teraz dodajmy tylko jeden czerwony prostokąt:

 

W czerwonym prostokącie mamy idealną baterię + rezystor, który symbolizuje stałą rezystancję wewnętrzną baterii. Czy coś to ułatwiło w zrozumieniu jak ten temat łączy się z oporem wewnętrznym baterii.

[LewySierpowy]

Ja to postrzegam tak:

Zmniejszenie oporu o 50 omów powoduje spadek napięcia o 1,667 czyli za rezystorem jest napięcie 3,333... V

W pierwotnym przypadku gdy jest 100 omów spadek wynosi 2,5 czyli za rezystorem jest napięcie 2,5V

Nadal nie rozumiem. Czegoś muszę nie dostrzegać.

[marcin2x4]

Dnia 18.11.2022 o 16:07, Treker napisał:

Tak, właśnie o to chodziło - do obliczeń musisz zawsze wstawiać aktualne wartości. Inaczej wyniki nie będą miały wiele wspólnego z tym co masz przed sobą

Wymieniłem baterię na nową i prezentują się wyniki następująco:

Uwyj (po wyliczeniu według wzoru) = 6.8V

Uwyj po pomiarze na rezystorze 1kΩ = 7.11

Rozumiem, że taka różnica jest dopuszczalna?

Uzas natomiast sumuje się do 9V (7.11 + 2.35 z rezystora 333Ω)

[Treker (Damian Szymański)]

@marcin2x4 tak, taki pomiar wygląda już dobrze. Nie podałeś co prawda jakie jest faktyczne napięcie na obciążonej baterii, ale biorąc pod uwagę wszelkie tolerancje to wynik jest już akceptowalny.

@LewySierpowy weźmy pod uwagę tylko ten ostatni obrazek, czyli:

21 godzin temu, LewySierpowy napisał:

Zmniejszenie oporu o 50 omów powoduje spadek napięcia o 1,667 czyli za rezystorem jest napięcie 3,333... V

Spójrz na to od innej strony:

1. Na schemacie jest "prawdziwa bateria" (czerwony prostokąt - bateria idealna wraz z symulowanym, stałym oporem wewnętrznym).
2. Nie patrz na omy i napięcia tylko na razie skup się na tym, że z takiej baterii pobierasz większy lub mniejszy prąd.
3. W tym przypadku pobór ten wynika z podłączenia rezystora, ale to nie jest ważne. Chodzi o to, że możemy pobierać większy lub mniejszy prąd z tej "prawdziwej baterii".
4. I teraz im większy prąd pobierasz z baterii tym mniejsze będzie napięcie zmierzone na wyjściu tej "prawdziwej baterii".

Czy do tego momentu tutaj wszystko jest jasne?

[LewySierpowy]

@Treker No tak, sprawdzałem to. Tak jest. Wiem, że odpowiedzialna za to jest wydajność prądowa. Więc co dalej z tym rozumowaniem? Tyle na razie mi wystarczy?

Edytowano Styczeń 31, 2023 przez LewySierpowy
Dodanie pytania

[Treker (Damian Szymański)]

@LewySierpowy ten przykład ma wyjaśniać dlaczego podczas pobierania większego prądu z baterii spada napięcie - "robi" się tam dzielnik napięcia z wewnętrznej rezystancji baterii oraz tego, co zostało do niej podłączone. Na tym etapie wystarczy, że zapamiętasz tylko te dwie praktyczne sprawy:

1. Podczas pobierania większego prądu napięcie na baterii będzie spadało.
2. Baterie i akumulatory mają też pewną wydajność prądową (dlatego, w samochodzie jest wielki i ciężki akumulator 12 V, a w pilocie do alarmu mała bateria, która też jest na 12 V).

To na początek wystarczy, bo powinieneś już z tego wiedzieć, że układ, w którym do małej baterii podłączysz np. wielki silnik, nie będzie działał prawidłowo i w całym układzie będzie spadek napięcia.

[marcin2x4]

10 godzin temu, Treker napisał:

tak, taki pomiar wygląda już dobrze. Nie podałeś co prawda jakie jest faktyczne napięcie na obciążonej baterii, ale biorąc pod uwagę wszelkie tolerancje to wynik jest już akceptowalny.

Na obciążanej baterii (kupiłem nową) pomiary wychodzą = 9.61V