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

[Gieneq]

@robmro27 witam na forum 🙂 Faktycznie nie jest zalecanie robienie zwarcia plusa z minusem bo może popłynąć duży prąd.

W układach jak piszesz, np. GPIO Raspberry prąd popłynie niewielki, a zwarcie wyjścia 3,3V do masy jest czymś innym niż zwarcie zasilania do masy. Wyprowadzenie GPIO obudowane jest tranzystorami i rezystorami które w przypadku PULL-UP wytworzą lekkie napięcie na wyjściu, które łatwo ściągnąć do masy przyciskiem bez poboru dużego prądu.

[robmro27]

Niewiem czy dobrze zrozumiałem. A więc na złączach GPIO zawsze jest jakieś napięcie ? Nawet jak nie jest to jawnie podane w programie ? I wtedy gdy robię PULL DOWN przyciskiem, zostaje to złącze połączone do masy co powoduje "ściągnięcie do masy". Generalnie to nie rozumiem również określenia "ściągnięcie do masy"

[Gieneq]

@robmro27 polecam Ci przejrzeć kurs Arduino, tam takie pojęcia są wyjaśnione i często używane.

GPIO jest skonstruowane w dość skomplikowany sposób, jak nazwa wskazuje jest to G - General, czyli twór ogólny więc musi pełnić wiele funkcji przełączanych w programie. W prostych układach jak Arduino/AVR może być: wejściem, wyjściem i do tego mieć po 2 stany. W nowszych mikrokontrolerach np. STM32 takich opcji jest więcej.

Gdy układ jest wyjściem, to jest tam układ tranzystorów, który:

• w przypadku stanu wysokiego na wyjściu ma napięcie 5V o większej wydajności, tzn. można tym coś zasilić.
• w przypadku stanu niskiego na wyjściu jest napięcie 0V i zaciąga prąd, jak coś podłączysz co ma wyższe napięcie to wyjście sprawi przepływ prądu w kierunku tego wyjścia (to może być mało intuicyjne że wyjście kieruje prąd do siebie, cóż...).

W obu przypadkach mamy jakiś układ tranzystorów (np. tzw. totem-pole), który steruje sporym prądem, dajmy te 20mA (ale można chwilowo więcej).

Gdy układ jest wejściem to sprawa jest inna, bo nie służy wtedy zasilaniu (ale dalej jest napięcie i płynie jakiś prąd):

• w stanie wysokim (podciągnięcie do plusa/PULL-UP) wyjście ma wewnątrz taki rezystor, który wymusza na nim lekkie napięcie dodatnie,
• w stanie niskim (podciągnięcie do minusa/PULL-DOWN) wyjście ma wewnątrz taki rezystor, który wymusza na nim lekkie napięcie 0V.

Lekkie oznacza że można na nie łatwo wpływać, np. możesz podłączyć przycisk i ściągnąć je do masy albo plusa - czyli zrobić "zwarcie". Wtedy przez ten rezystor wewnątrz układu popłynie prąd, ale tak mały że nie szkodzi układowi. Napięcie spadnie do tego do czego podłączyłeś przycisk. Więc te zwarcie to tak w uogólnieniu podłączenie plusa przez rezystor do minusa, lub jakiejkolwiek innej permutacji tych dwóch.

Zupełnie inaczej byłoby jakbyś zwarł GPIO wyjście do masy/plusa. Wtedy popłynie spory prąd z racji konstrukcji GPIO jako wyjście.

W wejściach jest jeszcze 3 stan którego chyba nie mają AVRy - wysokiej impedancji. Oznacza że nóżka nie wpływa na podłączoną linię i jest jakby odcięta. 

Edytowano Marzec 16, 2021 przez Gieneq

[robmro27]

Dziękuję za odpowiedź, niestety każdy Twój post generuje jeszcze więcej pytań, więc to bez sensu. Może poprostu rzeczywiście pójdę dalej z kursami i zapiszę sobie pytania na boku narazie.

[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]

@robmro27 słusznie 🙂 

[cazador]

Witam, rozpocząłem przygodę z kursem elektroniki i zatrzymałem się na prawie Ohma. Mianowicie w połączeniu baterii z rezystorem 10k powinno wychodzić ok. 0.9 a mi cały czas wychodzi ok. 2,6. wszystko montuje jak na rysunku czy w filmie ale cały czas wartość na mierniku to ok. 2,60. Multimetr mam dobrze ustawiony bo na 20mA. Bateria też powinna być nowa bo jest ona z zestawu od was, który do mnie dzisiaj przyszedł. Pytanie co jest nie tak?

 

EDIT:

Sprawa rozwiązana. Problem to multimetr. Kupiłem nowy i wszystko pokazuje prawidłowo. Tamten widocznie wszystko dobrze pokazywał oprócz natężenia prądu. 

Edytowano Marzec 27, 2021 przez cazador

[Treker (Damian Szymański)]

@cazador witam na forum - widzę, że sprawa już rozwiązana, nie zdążyłem zerknąć tutaj wcześniej. Jeśli jest to miernik, który kupiłeś w Botlandzie to zgłoś proszę reklamację. Na pewno otrzymasz nowy lub jakiś rabat na kolejne zamówienie 🙂 Mam nadzieję, że teraz obejdzie się już bez takich niespodzianek - powodzenia w nauce!

[Chr1stian]

W układze z praktycznym wykorzystaniem pierwszego prawa Kirchhoffa pomiary wychodzą mi takie jak na w artykule, ale  ujemne(nie licząc pomiaru prądu całego układu, który w ogóle nic nie wskazuje) i w ne tych miejscach co powinny(na rezystorze przeciwnym rezystorze). Proszę o pomoc, bo za bardzo nie wiem co robię nie tak 😞

[Treker (Damian Szymański)]

@Chr1stian jeśli pomiar wychodzi ujemny to znaczy, że wystarczy zamienić miejscami sondy pomiarowe (zamień miejsce przyłożenie czarnej i czerwonej sondy miejscami). To jednak nic złego, najważniejsza jest sama liczba (bez znaku) 🙂 Pokaż jak podłączasz miernik podczas próby pomiaru prądu płynącego przez cały układ - łatwiej będzie wskazać błąd 🙂 

[Chr1stian]

@Treker Dziękuję bardzo za odpowiedź. Problem rozwiązany, te piny są takie malutkie, że ciężko czasami wcelować w te odpowiednie🙂

[Wojtek65]

Witajcie

Czytam i czytam kurs elektroniki i w I cz odcinku 3 o prawie Ohma na rysunkach są poprzestawiane kolory szyn + i - 

Poprawcie to moi drodzy bo utrudnia to czytanie

podziękował

Aktualizacja:

Witajcie

Zwracam honor płytka obrócona o 180 st stąd problem

pozdero

[ModelAXE]

Podczas moich testów zauważyłem ciekawą sytuację.

Nowa bateria 9V ma faktycznie zmierzone napięcie 9.62 V co jak wyczytałem jest normalne.

Do testów wziąłem opornik 1K, który co ciekawe zmierzoną oporność ma 998 Ω czyli niemal idealną ze specyfikacją.

Z obliczeń wynika, że 9,62 V / 998 Ω = 9,63 mA, oczywiście w praktyce wychodzi nieco inaczej ale tutaj zaczyna się ciekawostka.

Zmierzony prąd to 9,17 mA, tak sobie trzymam miernik i zmienia mi się na 9,18 mA.
Trzymam dalej, a tu zmienia się na 9,19 mA, 9,20mA, a ponieważ byłem cierpliwy to nawet 9,21 mA (sprawdzone kilkukrotnie).

Wychodzi na to, że z czasem jak się opornik "rozkręci" a właściwie to rozgrzeje jego parametry się pogarszają.
Zaczyna stawiać mniejszy opór niż ten faktycznie na nim początkowo zmierzony.
Po całym teście i "wystygnięciu" opornika mierzony ponownie dalej pokazuje 998 Ω.

Tak sobie na logikę biorąc rozumiem, że to normalne zachowanie oporników. Zgadza się?

[Treker (Damian Szymański)]

@ModelAXE tak, wszystko się zgadza. Rezystor są wykonywane z tolerancją +/-5% więc takie wahania są dopuszczalne. Co więcej, pomiar prądu w takim układzie i tak nie będzie zbyt dokładny. Raczej na drugie miejsce po przecinku nie ma co zwracać uwagi 😉

[elbart]

Czołem Panowie!

Na wstępie chciałbym pogratulować jakości forum - jaka to miła odmiana, móc czytać ciąg postów, gdzie administrator i bardziej doświadczeni w sprawach elektroniki użytkownicy starają się pomóc osobom mającym jakiś problem bez wciskania między wiersze jakichś uszczypliwości, złośliwości lub wręcz poświęcania całych postów na wylewanie swoich emocji itd. Pełna kulturka. Tak trzymać! 🙂

Teraz mój case. Odnosi się on do części z oporem wewnętrznym i pomiarem napięcia na rezystorach.

(Rys. 1)

Nie za bardzo mogę zrozumieć, dlaczego rezystory miałyby wpływać na napięcie w układzie. Gdyby zastosować analogię wodną z tamą, to wielkość prześwitu tamy nie zmienia przecież poziomu wody po lewej i po prawej stronie, czyż nie? Czy może po prostu ta analogia, która dobrze sprawdza się do wyjaśnienia innych zależności, akurat tego zjawiska nie uwzględnia? To, że rezystory wpływają na natężenie, to jest jasne. Rozumiem też, że zgodnie z II prawem Kirchhoffa napięcie zmienia się na poszczególnych rezystorach, gdy jest ich 2 lub więcej. Ale ich suma i tak jest równa napięciu zasilania, a to napięcie możemy zmierzyć przykładając sondy miernika np. do punktów krańcowych szeregu oporników, tak jak zostało to zrobione w trzecim pomiarze w części "Czym jest drugie prawo Kirchhoffa":

(Rys. 2)

Zatem wydaje mi się, że na Rys. 1 mamy w 1. i 2. pomiarze analogiczną sytuację do sytuacji 3. na Rys. 2 i nie rozumiem, dlaczego to napięcie jest w tych pomiarach mniejsze niż napięcie zasilania.

Nie pomogło mi w tym wykonanie własnych pomiarów, które wyglądają tak:

pomiar napięcia na samej baterii:

pomiar napięcia na rezystorze 1k:

pomiar napięcia na rezystorze 10k:

Przy zastosowaniu rezystora 1k jakiś spadek napięcia się pojawia, ale w przypadku rezystora 10k napięcie jest, można powiedzieć, równe napięciu zasilania. O co w tym wszystkim chodzi?

Pozdrawiam

Edit:

Aaa, umknął mi ten obrazek:

Czyli tak naprawdę, to nawet jeśli mamy tylko jeden rezystor na płytce stykowej, to i tak de facto mamy układ dwurezystorowy i spadek napięcia powinien się pojawiać na tym jedynym rezystorze na płytce. Już rozumiem. To teraz jeszcze tylko mam zagwozdkę, dlaczego przy moich pomiarach te pomierzone spadki były takie nieznaczne. Czyżbym trafił na baterię o wyjątkowo niskim oporze wewnętrznym?

Edytowano Sierpień 30, 2021 przez elbart

[szymix9721]

Witajcie,

Od niedawna zacząłem moją przygodę z kursem elektroniki. Dziękuję i gratuluję twórcom, że można z niego w tak świetny sposób korzystać. Skończyłem temat 3 kursu "prawa Ohma i Kirchhoffa w praktyce".  Mam dwa pytania, które mnie nurtują, podczas "zabawy" z miernikiem. 

1.  Gdy mam rezystory 1k i 10k połączone szeregowe i podłączone na baterię, nie mogę zmierzyć ich rezystancji, ponieważ na mierniku wyświetla się 1 albo nic. Miernik sprawdzałem, wszystko działa.  Gdy przykładam sondę czerwoną w miejscu 1 a czarną do 2, a następnie 3 na mierniku jest 1, a gdy czarną do miejsca 4 nic się nie pojawia. Czemu tak się dzieje ?

 

 2. W kursie, przy I prawie Kirchhoffa pokazane jest połączenie równoległe rezystorów. Jak zmierzyć natężenie prądu, w przypadku połączenia szeregowego? 

Gdy przykładam do rezystora 10k, natężenie wynosi 0,8 mA 

 

Gdy przykładam do połączenia rezystorów, waha się między 8,6 a 8,8 mA.  

Gdy przykładam sondy do pomarańczowego przewodu i któregoś rezystora  sytuacja wygląda następująco:

 

Nie wiem czy mierze dobrze w taki sposób natężenie prądu w połączeniu szeregowym.  Jak w takiej sytuacji zmierzyć natężenie całego układu? Jeżeli robię coś, źle chętnie wysłucham porad. 

Serdecznie pozdrawiam. 

Edytowano Sierpień 30, 2021 przez szymix9721
złe zdjecie się wgrało