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

[1234]

Bezpiecznik jest tylko do pomiaru w mA. A w trybie 10A nic nie pokazywało bo był za mały prąd

[justforstore66]

Hej.

Mam problem [Prawo Ohma]. 

Przy pomiarze natezenia pradu z uzyciem rezystora o opornosci 10k wychodzi mi wynik zgodny z obliczeniami. Kiedy uzyje rezystora 1k, wychodzi mi cos calkiem innego. Sprawdzilem napiecie baterii, rezystancje opornika, probowalem na roznych podlozach i caly czas zamiast 9mA wychodzi mi cos ok.6-6.3mA. Jaka moze byc tego przyczyna? Co robie nie tak? 

Probowalem z jeszcze innym rezystorem 1k(sprawdzilem opornosc, ponownie napiecie), innym miernikiem, caly czas wychodzi mi taki sam wynik, wedlug obliczen jest bledny.. 

Edytowano Wrzesień 3, 2020 przez justforstore66

[Gieneq]

@justforstore66 witam na forum 🙂 wiesz co czytając aż się zastanowiłem czy tego już nie czytałem, ale dosłownie kilka dni temu ktoś zadał identyczne pytanie 😄 

Zerknij kilka wpisów wyżej, tam powinieneś trafić na odpowiedź. Zwłaszcza od tego wpisu:

 

 

[justforstore66]

@Gieneq, 

Faktycznie, podlaczylem koszyk na baterie 4x1.5V i wyniki wyszly w porzadku(0.6mA oraz 6mA), kupie zatem nowa baterie 9V.

Mimo wszystko zastanawiam sie o co tutaj moze chodzic, przeciez gdy korzystalem z rezystora 10k i baterii 9V, wynik wyszedl poprawnie, nadal wychodzi w porzadku. Czym moze byc spowodowana taka roznica przy uzyciu rezystora 1k? Gdzies uciekaja 3mA, poziom zaawansowania dosyc mocno ogranicza moje mozliwosci solucji problemu - no bo bateria chyba nie moze byc uszkodzona, jesli przy rezystorze 10k dziala poprawnie? Warunki w jakich przeprowadzalem cwiczenie byly zblizone, podloze, temperatura, wilgotnosc.. pomiar dwoma roznymi multimetrami.

Moze masz jakis pomysl?

Pozdrawiam i dziekuje za pomoc!

[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

[Gieneq]

@justforstore66 może bateria 9V jest rozładowana prawie do zera i nie wyrabia. Podłącz 10k potem 1k i za każdym razem sprawdź napięcie. Jeżeli przy 1k spadek będzie dość duży to mamy przyczynę.

[emgie123]

Dnia 26.03.2020 o 21:08, kmik napisał:

Dalej nie rozumiem dlaczego przy mierzeniu napięcia na mniejszym oporniku (1k) to napięcie jest bardzo małe, a podczas mierzenia na oporniku większym (10k) napięcie jest bardzo duże. Myślałem, że większy opornik bardziej ogranicza napięcie niż mniejszy. Proszę o wyrozumiałość i wytłumaczenie jak traktorzyście dlaczego tak jest...

 

Pozwolę sobie przytoczyć starszy post, gdyż przeglądając temat nie do końca jestem zadowolny z udzielonych odpowiedzi i myślę, że nie rozwiało to wątpliwości autora który trochę pomylił pojęcia (sam miałem podobny dylemat).

Otóż:

skoro napięcie to różnica potencjałów to

1. znając napięcie baterii (+9.55V)
2. chcąć sprawdzić spadek napięcia za rezystorem

Przykładamy miernik przed (9.55v) i za rezystorem (10k) - w tym wypadku miernik pokazuje 8.67V. Wydaje mi się, że autor owe 8.67 V wziął jako napięcie jakie jest za rezystorem, a nie jako spadek napięcie za rezystorem.  

Jak wspomniałem na początku napięcie to różnica potencjałów (w wybranych punktach). Skoro tak, to aby wiedzieć jakie napięcie panuje za rezystorem należy odjąć 9.55-8.67V i wtedy otrzymujemy napięcie za rezystorem = ~ 868mV.

Jeżeli odwrócimy kolejność rezystorów/przyłożymy + odwrotnie to dla takiego samego pomiaru dla rezystora 1k otrzymamy napięcie 10x większe czyli 8,68V a więc spadek wyniesie 868mV.

Reasumując, większy opornik = większy spadek czyli zgodnie z założeniami kmik`a. A najłatwiej to zobrazować ilustracją 😉

Jeżeli gdzieś się pomyliłem proszę o korektę(sam dopiero zaczynam)

Przy okazji zadam pewnie głupie pytanie... podłączając przewód omijający rezystor, prąd będzie nim płynął, gdyż stawia mniejszy opór. Dlaczego więc po podłączeniu do tego przewodu odbionika prąd zaczyna płynąć również w tym rezystorze który normalnie został ominięty? (obrazek nr. 2)

[Treker (Damian Szymański)]

@emgie123 witam na forum 🙂

4 godziny temu, emgie123 napisał:

Przy okazji zadam pewnie głupie pytanie... podłączając przewód omijający rezystor, prąd będzie nim płynął, gdyż stawia mniejszy opór. Dlaczego więc po podłączeniu do tego przewodu odbionika prąd zaczyna płynąć również w tym rezystorze który normalnie został ominięty? (obrazek nr. 2)

Musisz na to patrzeć jak na połączenie równoległe. W takiej sytuacji prąd zawsze płynie przez obie gałęzie, jednak w praktyce, gdy zestawimy rezystor z drutem (o prawie zerowym oporze) to praktycznie cały prąd popłynie przez ten "drut". Przez opornik też będzie płynął prąd, ale będzie on tak mały, że praktycznie jest on pomijalny. Jeśli równolegle z rezystorem wepniesz coś innego to może okazać się, że podział tego prądu jest inny i przez rezystor płynie odrobine większy, zauważalny prąd.

[emgie123]

14 godzin temu, Treker napisał:

@emgie123 witam na forum 🙂

Musisz na to patrzeć jak na połączenie równoległe. W takiej sytuacji prąd zawsze płynie przez obie gałęzie, jednak w praktyce, gdy zestawimy rezystor z drutem (o prawie zerowym oporze) to praktycznie cały prąd popłynie przez ten "drut". Przez opornik też będzie płynął prąd, ale będzie on tak mały, że praktycznie jest on pomijalny. Jeśli równolegle z rezystorem wepniesz coś innego to może okazać się, że podział tego prądu jest inny i przez rezystor płynie odrobine większy, zauważalny prąd.

Dzięki za wyjaśnienie, ma to sens! 🙂 

[www987]

Dzień dobry,

Próbowałem zrobić doświadczenie z prawem Ohma, ale dzieją się dziwne rzeczy. Na jednym rangu miernika mam pokazane natężenie 0,06mA a na 2 rangu 3,7mA. Wyniki kompletnie nie zgadzają się z tym co było tutaj pokazane, a jednocześnie nie zgadzają się same ze sobą.

W archiwum dodałem film z tego jak to mierze.

Co może to oznaczać? Od razu mówię, że jestem na początku mojej ścieżki z elektryką i jeszcze mało się znam.

Dziękuje i pozdrawiam

Wojtek

video-1605475477.rar

[Treker (Damian Szymański)]

@www987 używasz innego miernika niż ten, który pokazywaliśmy w kursie. Podaj proszę co to za miernik, bo ciężko odczytać to z filmu, szczególnie, że jest jeszcze nagrany chyba w odbiciu lustrzanym 🙂

[lassiter]

Witam,

Wszystko jest bardzo fajnie wytłumaczone mam jednak problem z czytaniem schematów ideowych. Tzn rozumiem co oznaczają poszczególne połączenia jednak przeniesienie schematu na fizyczny układ sprawia mi nie lada problem. Gdyby nie przykłady w budowie układów nie byłbym w stanie sam zbudować układu już na etapie prawa Kirchoffa. Macie jakąś rade jak nauczyć się budować układy na podstawie schematów czy jedynie praktyka może mi pomóc?

Jestem totalnie początkujący więc przepraszam jeśli pytanie jest tendencyjne.

 

Pozdrawiam

[Treker (Damian Szymański)]

@lassiter witam na forum 🙂 Miło słyszeć, że kurs Ci się podoba. Jeśli chodzi o budowę układów na płytce stykowej to na spokojnie, trochę praktyki i zaczniesz sam łapać co i jak. Po prostu na podstawie schematu musisz wiedzieć jakie połączenia mają być wykonane między wszystkimi elementami. Rób to na zasadzie. "aha, ten rezystor ma mieć jedną nóżkę do 5 V, a drugą do drugiego rezystora" i tyle, łączysz to w dowolny sposób (pamiętając o tym jak zbudowana jest w środku płytka stykowa). Oczywiście wszystko krok po kroku, jeden element po drugim 😉

[Leander]

Odcinek przerobiony. Dodatkowo przeczytany ten wątek. Pora na wyniki, refleksje i jedno "głupie" pytanie (tak na serio, to ono nie jest głupie, tylko dotyczy zrozumienia podstaw i fajnie, że mogę je tu zadać).

1. Pierwsze prawo Kirchoffa: wyszło mi 0,94 na 10K, 9,76 na 1K i 10,74 [mA] na całości.

Skoro rezystory są równolegle, to ich opór w tym układzie to ok. 909,1 omów. Zatem licząc z prawa Ohma U=I*R otrzymam 0,01074 * 909,1 = 9,76, czyli napięcie w całym układzie (napięcie baterii) (?).

2. Drugie prawo Kirchoffa: 0,89 na 1K, 9,00 na 10K i 9,91 [V] na całości.
W opisie jest powiedziane, że mierzymy tu SPADEK napięcia, co dla mnie było pewnym odkryciem. Czy można to interpretować jako, mówiąc językiem potocznym, wartość napięcia, którą od całości (od tego, co "wychodzi" ze źródła) zabiera mi w układzie dany element? Tak to teraz rozumiem. Ważne, bo będę do tego wracał.

3. Zadanie z dzielnika napięcia: policzone 9*1000/1330=6,77 [V], a z pomiarów wyszło 7,32 V, różnica chyba akceptowalna (na drugim rezystorze to 2,23 V z obliczeń i 2,43 V).

Skoro mierzymy na rezystorze spadek napięcia, to... jak to interpretować? Jeśli za tym dzielnikiem wepnę (na tym podzielonym rozgałęzieniu) jakiś element, to jakie napięcie on dostanie? 9 V (bateria, zmierzona miała 9,74) minus 7,32 V (zmierzony spadek) czy właśnie 7,32 V? Jeśli to pierwsze (tak rozumiem, skoro spadek), to jak określić rzeczywiste napięcie za dzielnikiem, jeśli w układzie przed dzielnikiem będzie wiele elementów obniżających napięcie (np. 20 rezystorów, z których dopiero 21 wykorzystamy jako dzielnik)? Czy - tak to rozumiem - dzielnikiem jest cały szereg od bieguna baterii do drugiej nóżki 21 opornika? A jeśli dzielnik zrobię między 15. (a nie baterią) a 21. opornikiem, to wtedy dzielonym napięciem jest to, które było za tym 15. (na baterii minus to, co spadło na rezystorach od 1. do 14.)? Uff :).

Stwierdzenie, że nie można czegoś zasilać z dzielnika przyjmuję do wiadomości (kwestia wydajności źródła i tego, co podepniemy pod dzielnik).

4. Potencjometr i napięcie: otwarty bez rezystora 9,85 V, z 1K na otwartym 8,23 V, a na samym oporniku 1,6 V.

5. Opór wewnętrzny: z 1K - 9,68 V, z 10K - 9,87 V, bateria - 9,9 V.

W kursie jest napisane (po ostatnich grafikach z miernikami): "Jak widać na powyższym przykładzie, pobierając z baterii większy prąd, będziemy otrzymywać mniejsze napięcie." Większy prąd, bo mniejszy opór (generowany przez rezystor), prawda? To w drugą stronę - mniejszy opór, to... mniejsze napięcie wykazane na mierniku czyli ODEJMOWANE od układu na tym konkretnym elemencie. Dobrze to sobie tłumaczę?

Jeśli tak, to dla mnie zaskakujące (choć logiczne 🙂 ) jest to w konfrontacji z tym, co wychodzi przy 2. prawie Kirchoffa. Rezystor odejmuje napięcie nie w postaci stałej wartości, tylko w proporcji do tego, czego jest elementem. Przy dwóch rezystorach (1K i 10K) ten mniejszy spowodował spadek o 0,89, a będąc samotnym w układzie "zabrał" całe napięcie. Rozumiem, że jego cechą jest opór, który jest związany wzorem z napięciem I natężeniem, ale wymaga to ode mnie myślenia :), a nie intuicyjnego działania.

Czy wszystko poplątałem? Wyniki doświadczeń wychodzą mi zgodnie z tym, co jest w opisie. To zawsze jakiś plus.

Edytowano Listopad 25, 2020 przez Leander

[Treker (Damian Szymański)]

1) Tak, takie wartości są możliwe. Jeśli bateria była nowa to mogło na niej być ponad 9 V. Jeśli weźmiemy pod uwagę jeszcze błąd pomiaru, tolerancje z jaką wykonano elementy i błędy wprowadzane przez płytkę stykową to wszystko jest w normie.

2) W praktyce pomiar np. spadku napięcia na rezystorze oznacza, że w układzie trzeba jedną sondę miernik przyłożyć do jednej, a drugą do drugiej nóżki rezystora. Napięcia to różnica potencjałów w dwóch miejscach - taki pomiar więc pozwala zmierzyć właśnie spadek napięcia na rezystorze. Można to tłumaczyć tak jak napisałeś 🙂

3) W obliczeniach przyjąłeś równe 9 V, a w praktyce na baterii było na pewno inne napięcie. Stąd różnica teoria vs. praktyka. To zupełnie normalne, dla lepszego efektu powinieneś podstawić do wzoru wartość napięcia, która faktycznie występowała na zaciskach baterii.

22 godziny temu, Leander napisał:

Skoro mierzymy na rezystorze spadek napięcia, to... jak to interpretować? Jeśli za tym dzielnikiem wepnę (na tym podzielonym rozgałęzieniu) jakiś element, to jakie napięcie on dostanie? 9 V (bateria, zmierzona miała 9,74) minus 7,32 V (zmierzony spadek) czy właśnie 7,32 V? Jeśli to pierwsze (tak rozumiem, skoro spadek), to jak określić rzeczywiste napięcie za dzielnikiem, jeśli w układzie przed dzielnikiem będzie wiele elementów obniżających napięcie (np. 20 rezystorów, z których dopiero 21 wykorzystamy jako dzielnik)? Czy - tak to rozumiem - dzielnikiem jest cały szereg od bieguna baterii do drugiej nóżki 21 opornika? A jeśli dzielnik zrobię między 15. (a nie baterią) a 21. opornikiem, to wtedy dzielonym napięciem jest to, które było za tym 15. (na baterii minus to, co spadło na rezystorach od 1. do 14.)? Uff :).

Trochę się pogubiłem w tym opisie 😉 W każdym razie dzielnik napięcia może się też składać z większej liczby rezystorów. Jeśli np. podłączysz szeregowo 3 rezystory 10k to będziesz miał dzielnik, który dzieli napięcie na 3 równe części. Czyli w teorii (zakładając, że jedna sonda miernika jest podłączona do masy): za pierwszym rezystorem zmierzysz 3 V, za drugim 6 V, a za trzecim 9 V (bo będzie to właściwie równoznaczne przyłożeniu miernika prosto do baterii).

22 godziny temu, Leander napisał:

W kursie jest napisane (po ostatnich grafikach z miernikami): "Jak widać na powyższym przykładzie, pobierając z baterii większy prąd, będziemy otrzymywać mniejsze napięcie." Większy prąd, bo mniejszy opór (generowany przez rezystor), prawda? To w drugą stronę - mniejszy opór, to... mniejsze napięcie wykazane na mierniku czyli ODEJMOWANE od układu na tym konkretnym elemencie. Dobrze to sobie tłumaczę?

Tak, jest mniejszy opór, więc w tym układzie z baterii jest pobierany większy prąd. Jeśli do baterii 9 V podłączysz tylko 1 rezystor to na tym rezystorze spadek będzie zawsze wynosił 9 V (nie ma innej opcji, bo w układzie nie ma innego elementu). Różny będzie tylko prąd, który płynie w obwodzie, bo będzie to zależne od oporu rezystora. Spójrz na wzór prawa Ohma - są 3 wartości, jeśli napięcie jest stałe to zmiana oporu będzie wpływała na płynący prąd.

W tym ćwiczeniu chodziło jednak trochę o coś innego. Gdyby bateria była idealna to zmierzylibyśmy takie samo napięcie niezależnie od tego jaki rezystor podłączymy. Bateria nie jest jednak idealna i ma jakąś tam swoją wydajność - np. jest w stanie oddać z siebie 67 mA (wartość losowa na potrzeby przykładu), ale więcej już nie da rady. Jeśli będziesz chciał pobrać większy prąd to bateria zwyczajnie "nie da rady" i zacznie spadać napięcie na jej zaciskach. Dlatego jeśli w układzie potrzebne jest stabilne napięcie to trzeba wykorzystać np. stabilizatory napięcia, które są omówione w dalszej części kursu.

Jakby coś było nie jasne to pytaj śmiało 🙂 Najlepiej jedno pytanie na raz to szybciej i łatwiej uzyskasz pomoc 🙂

[Leander]

7 godzin temu, Treker napisał:

Trochę się pogubiłem w tym opisie 😉 W każdym razie dzielnik napięcia może się też składać z większej liczby rezystorów. Jeśli np. podłączysz szeregowo 3 rezystory 10k to będziesz miał dzielnik, który dzieli napięcie na 3 równe części. Czyli w teorii (zakładając, że jedna sonda miernika jest podłączona do masy): za pierwszym rezystorem zmierzysz 3 V, za drugim 6 V, a za trzecim 9 V (bo będzie to właściwie równoznaczne przyłożeniu miernika prosto do baterii).

 

Nie dziwię się, można się zgubić :). Powinienem był dać rysunek. Zasadniczo odpowiedź wiele wyjaśnia. Dopytam tylko o ten przykład - wstawiając dzielnik na pierwszym (na którym mierze 3 V), wyprowadzę napięcie 3 V (reszta "poleci" dalej, ale ta reszta to 6 V?). A robiąc dzielnik na samym drugim wyprowadzę też 3 V (dalej poleci 3). Czy to bez sensu przykład, ten drugi? Na szybko maznąłem amatorski rysunek. Zgadza się?

Szczerze mówiąc, jakoś nie dotarło do mnie początkowo, że dzielnik jest praktyczną realizacją 2. prawa Kirchoffa (choć jest to wyraźnie napisane) 🙂.

 

Cytat

W tym ćwiczeniu chodziło jednak trochę o coś innego. Gdyby bateria była idealna to zmierzylibyśmy takie samo napięcie niezależnie od tego jaki rezystor podłączymy. Bateria nie jest jednak idealna i ma jakąś tam swoją wydajność - np. jest w stanie oddać z siebie 67 mA (wartość losowa na potrzeby przykładu), ale więcej już nie da rady. Jeśli będziesz chciał pobrać większy prąd to bateria zwyczajnie "nie da rady" i zacznie spadać napięcie na jej zaciskach. Dlatego jeśli w układzie potrzebne jest stabilne napięcie to trzeba wykorzystać np. stabilizatory napięcia, które są omówione w dalszej części kursu.

Ale przez chwilę pobiorę ten większy prąd (rozładowując baterię)?

Cytat

Najlepiej jedno pytanie na raz to szybciej i łatwiej uzyskasz pomoc 🙂

Poprawię się :). Chciałem skumulować wszystko w jednym dla porządku, po przerobieniu odcinka.

I dziękuję za wyjaśnienia!

Edytowano Listopad 26, 2020 przez Leander