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

[Treker (Damian Szymański)]

@ejczu_ebezoga witam na forum 🙂 Chętnie pomożemy tylko zadaj proszę jakieś bardziej konkretne pytanie. Co dokładnie w tym zakresie jest dla Ciebie niezrozumiałe. Kwestia zasilania urządzeń działających na 5 V z baterii 9 V jest opisana w dalszych częściach tego kurs 🙂

[Mihilion]

Widzę, że wysyłanie zestawów ze zużytymi bateriami to jakaś plaga ostatnio. Ten rozdział kursu nauczył mnie trochę czego innego niż w zamierzeniu miał - zrozumienia i obliczania oporu wewnętrznego baterii (chociaż z tym obliczaniem, to spotkałem się z wypowiedziami, że nie da się tego policzyć, więc chętnie zweryfikuję swoją świeżo nabytą wiedzę i poniższe obliczenia).

Dołączona do kursu bateria ma piękne napięcie 9.65V, ale wystarczy podłączyć 2 szeregowo połączone oporniki 1k + 10k i napięcie w mig spada do 8.63V i leci szybko dalej w dół, żeby po minucie osiągnąć 7.3V (czyli spadek o 1.02V w momencie podłączenia, 2.35V po minucie). Skoro natężenie jest takie samo w całym układzie, to z prawa Ohma U/R będzie stałe dla każdego elementu/sekcji, w tym również dla tego "wyobrażonego wewnętrznego opornika" w źródle zasilania (w pewnym momencie kursu padło stwierdzenie, że źródło zasilania można wyobrazić sobie jako idealne źródło zasilania o oporze wewnętrznym 0, wraz z wpiętym opornikiem którego nie da się wyjąć, odpowiadającym za opór wewnętrzny). Oznaczmy opór wewnętrzny w chwili podłączenia baterii przez Rw1, a po minucie przez Rw2. Zatem:

• po podłączeniu: 8.63V/11000R = 1.02V/Rw1, czyli Rw1 = ~1300R
• po minucie: 7.3V/11000R = 2.35V/Rw2, czyli Rw2 = ~3540R

Ludzie w tym wątku oświadczają, że opór wewnętrzny ich baterii na poziomie 300R to jakiś absurd, tym czasem mi wychodzi 1300R po podłączeniu, a 3500R po minucie od podłączenia oporników. Dobrze to liczę?

Jeżeli dobrze rozumiem, to teraz mogę bez zbędnego obciążania baterii zwieraniem jej za pomocą amperomierza policzyć sobie prąd zwarcia:

• po podłączeniu: 9.65V/1300R = ~7.4mA
• po minucie: 9.65V/3540R = ~2.7mA (tu mi się nie podoba to 9.65V którego nie ma na baterii bezpośrednio po odłączeniu rezystora.. zakładając, że od razu po odłączeniu napięcie baterii wraca do 8.5V i od tego poziomu powoli rośnie do 9.65V, wydaje się sensowniejsze wzięcie tej wartości i policzenie 8.5V/3540R = ~2.4mA)

Dla nowej baterii zapewniającej różowym króliczkom wiele godzin biegania spadek napięcia (bazowo również 9.65V) po podłączeniu opornika 985R wynosi 0.05V, zatem opór wewnętrzny wyliczony powyższą metodą wynosi 985R*0.05V/9.6V = ~5,13R, czyli prąd zwarcia wynosi 9.65V/5,13R = ~1.88A.

Pomijając to, że dołączona do zestawu bateria zupełnie nie nadaje się do przeprowadzenia ćwiczeń opisanych w kursie, to czy chociaż dobrze zrozumiałem temat oporu wewnętrznego?

[Dominguserr]

Dlaczego podczas tego momentu: "Teraz dla testu warto sprawdzić, co się stanie, jeśli zamiast rezystora 10 kΩ do układu wepniemy inny rezystor, a konkretnie 1 kΩ. Pamiętając o prawie Ohma, powinniśmy już przewidywać, że podłączenie rezystora o 10 razy mniejszym oporze powinno dać 10 razy większy prąd. Sprawdźmy:" kiedy podpinam multimetr i wszystko ustawiam prawidłowo, multimetr zamiast pokazywać (+-) 9 pokazuje 3.37?

[Mihilion]

16 godzin temu, Dominguserr napisał:

Dlaczego podczas tego momentu: "Teraz dla testu warto sprawdzić, co się stanie, jeśli zamiast rezystora 10 kΩ do układu wepniemy inny rezystor, a konkretnie 1 kΩ. Pamiętając o prawie Ohma, powinniśmy już przewidywać, że podłączenie rezystora o 10 razy mniejszym oporze powinno dać 10 razy większy prąd. Sprawdźmy:" kiedy podpinam multimetr i wszystko ustawiam prawidłowo, multimetr zamiast pokazywać (+-) 9 pokazuje 3.37?

@Dominguserr
W skrócie - ze względu na baterię dołączoną do kursu. Moja też się do niczego nie nadaje.
Trochę dłużej - baterie mają coś takiego jak opór wewnętrzny (przeczytasz o tym w tym rozdziale kursu) którym można się nie przejmować w przypadku dobrej baterii, gdy wynosi on 5Ω (jak w mojej baterii od różowych króliczków). W przypadku mojej baterii dołączonej do kursu wynosi on 1300Ω i szybko rośnie do 3500Ω jak podłączę opornik i chwilę poczekam. Jak czytałeś już o dzielniku napięcia, to możesz sobie policzyć jaka część napięcia odłoży się na rezystorze 1000Ω, a jaka zostanie "zjedzona" przez opór wewnętrzny. W przypadku oporu wewnętrznego 5Ω U_opornika = U_baterii * 1000/(1000+5) = 99,5% * U_baterii. W przypadku oporu wewnętrznego na poziomie powiedzmy 2000Ω (U_opornika = U_baterii * 1000/(1000+2000) = 33% * U_baterii). Możesz to potwierdzić zwyczajnie mierząc napięcie na rezystorze 1000Ω podłączonym do baterii. Do prawa Ohma podstawiasz opór elementu, oraz napięcie na tymże elemencie (a nie napięcie baterii bez obciążenia), tak więc jak z 9.6V zostaje Ci na oporniku 3.2V (bo resztę zjada opór wewnętrzny), to 3.2V/1000Ω=3.2mA, co zgadza się z Twoim pomiarem. Przy większym oporniku 10kΩ ten opór wewnętrzny stanowi "jedynie" ~20% jego wartości a nie ~200%, stąd pierwszy pomiar nie wzbudza aż takich podejrzeń, ale jak porównasz z dobrą baterią, to zobaczysz różnicę i dla opornika 10kΩ.

[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

[Treker (Damian Szymański)]

@Mihilion @Dominguserr przepraszam za brak wcześniejszej odpowiedzi, ale dopiero teraz dotarłem do tego wątku. Od wielu lat korzystamy specjalnie z tych samych baterii, aby wszyscy mieli zbliżone warunki pracy. Zużywamy naprawdę bardzo dużo baterii tego producenta i problemy zdarzają się sporadycznie (trzeba też pamiętać, że osoby, którym wszystko działa najczęściej milczą na forum). Całkowicie rozumie słuszne rozgoryczenie, bo wiem, że takie problemy na początku przygody z elektroniki są bardzo irytujące. Zgłoście proszę sprawę do Botlandu (pisząc na adres reklamacje@botland.com.pl)

Dnia 26.01.2025 o 13:12, Mihilion napisał:

Pomijając to, że dołączona do zestawu bateria zupełnie nie nadaje się do przeprowadzenia ćwiczeń opisanych w kursie, to czy chociaż dobrze zrozumiałem temat oporu wewnętrznego?

Tak Twoje rozumowanie jest poprawne. Jeśli chodzi o baterię, którą otrzymałeś to nie powiedziałbym, że jest rozładowana, musiała ona być wręcz wadliwa. Jeszcze raz przepraszam za problem, odezwij się do Botlandu i na pewno pomogą 🙂

[Preskaler]

To są (niestety) miłe złego początki. Może i dobrze, że na samym początku spotykacie się z kłopotami (?). Pozwala to na głębsze poznanie niby prostych praw. Takie sytuacje będą się powtarzać i zmuszać do myślenia bo co raz częściej (a może raczej - też często) tak jest, ze kupiony nowy element ma jakieś wady. Mój profesor (kiedyś przed laty) bardzo się denerwował jak ktoś powiedział, ze uszkodzoną (np. lampę) wymieniamy na nową. Nie NOWĄ lecz dobrą - powtarzał. 

[Kuba83]

Dnia 31.01.2025 o 16:03, Preskaler napisał:

To są (niestety) miłe złego początki. Może i dobrze, że na samym początku spotykacie się z kłopotami (?). Pozwala to na głębsze poznanie niby prostych praw. Takie sytuacje będą się powtarzać i zmuszać do myślenia bo co raz częściej (a może raczej - też często) tak jest, ze kupiony nowy element ma jakieś wady. Mój profesor (kiedyś przed laty) bardzo się denerwował jak ktoś powiedział, ze uszkodzoną (np. lampę) wymieniamy na nową. Nie NOWĄ lecz dobrą - powtarzał. 

Witam!

Akurat lampy używane wkładam od lat, nowe częściej ale zdarzały się zagazowane, choć getter OK, miałem GU-32, która w układzie diody świeciła na fioletowo i to już przy 150V.......próżnię sprawdzam łącząc siatkę pierwszą do katody a ekranującą do anody.

A baterie buble.....znany temat, raz mi CR2032 padła po pół roku choć w tym zastosowaniu wytrzyma 10-20 lat.

Tak zwane "nowe" elementy też się zdarzają wadliwe, choćby BD911/912, gdzie sam szajs obecnie jest czy 2N3055 puste w środku.

Hybrydowe STK po zaprzestaniu ich produkcji przez Sanyo, to już chińskie losy, jak jest symetryczne zasilanie +/-26-50V to nie ma żartów.

Podrabiano wszystko, co było "na topie", teraz tego śmiecia w Polsce mało, te buble do Rosji i na Białoruś idą, jednak na Aliexpress można kupić puste w środku GAL-e czy też bardzo drogie układy BGA, różne GPU do laptopów i chipy do telefonów.....to się nazywa "wojna hybrydowa".

U nas kto szajs sprowadzi, to tu się kończy jego złodziejski biznes....to nie 2003 rok.

Sam kupowałem sterownik przetwornicy Flyback do starej nagrywarki DVD i był oryginalny.

 

 

Edytowano 1 lutego przez Kuba83

[PeterMilas]

Z góry przepraszam jeżeli zarzucam temat który był już poruszony w tym wątku ale nawet nie wiem czy się da wyszukać słowa kluczowe w danym wątku zaś przeczytanie wszystkich wpisów to nie taka prosta sprawa. W każdym razie chodzi mi o moje obserwacje odnośnie oporników. Otóż zauważyłem że opornik 330 Ω nagrzewa się znacznie bardziej niż 1kΩ. Jak to jest? Wydawało mi się, że im wiekszy opór tym powinien sie bardziej nagrzewać ale coś tu moja teoria nie pasuje do moich obserwacji.

[jand]

Zakładając, że oba oporniki podłączasz pod to samo napięcie, to przez mniejszy opornik popłynie większy prąd i wydzieli się więcej ciepła,

P = U x I = U² / R      jak widać ze wzoru - im mniejszy opornik, tym większa moc.

[PeterMilas]

Dnia 7.02.2025 o 18:59, jand napisał:

Zakładając, że oba oporniki podłączasz pod to samo napięcie, to przez mniejszy opornik popłynie większy prąd i wydzieli się więcej ciepła,

P = U x I = U² / R      jak widać ze wzoru - im mniejszy opornik, tym większa moc.

Tak, dzięki, już załapałem. I w ogóle dopiero zwróciłem uwagę na informację żeby nie podłączać w ten sposób mniejszych oporników niż 1k 🤣

[Preskaler]

Dnia 7.02.2025 o 18:59, jand napisał:

Zakładając, że oba oporniki podłączasz pod to samo napięcie, to przez mniejszy opornik popłynie większy prąd i wydzieli się więcej ciepła,

....

Tak, jednak tylko przy równoległym ich połączeniu. Przy szeregowy więcej ciepła i mocy wydzieli się na oporniku większej wartości. 

[ViWaldi]

Nwm dlaczego przy pomiarze prądu przy rezystorze 10k pomiar wychodzi dobry, a przy pomiarze z rezystorem 1k mam około 6mA (mam 100% pewności, że to ten rezystor i próbowałem z 3 różnymi o tym oporze oraz mam podłączoną całość jak na schemacie)

 

Edytowano 23 lutego przez ViWaldi

[Treker (Damian Szymański)]

@ViWaldi witam na forum 🙂 Sprawdź jakie jest napięcie na baterii, gdy podłączysz do niego rezystor 1k. Jeśli podczas podłączenia tego rezystora (czyli podczas pobierania większego prądu z baterii) napięcie na baterii znacznie spada poniżej 9V to zgłoś sprawę do Botlandu - winna będzie uszkodzona bateria. Na pewno szybko pomogą 🙂 

[ViWaldi]

Dnia 24.02.2025 o 08:21, Treker napisał:

@ViWaldi witam na forum 🙂 Sprawdź jakie jest napięcie na baterii, gdy podłączysz do niego rezystor 1k. Jeśli podczas podłączenia tego rezystora (czyli podczas pobierania większego prądu z baterii) napięcie na baterii znacznie spada poniżej 9V to zgłoś sprawę do Botlandu - winna będzie uszkodzona bateria. Na pewno szybko pomogą 🙂 

Sprawdziłem i to zdecydowanie to, bo przy 10k działa normalnie, dopiero przy 1k zaczynają się dziwne wyniki. Wielkie dzięki za pomoc. Pozdrawiam

[Sylba]

2 godziny temu, ViWaldi napisał:

Sprawdziłem i to zdecydowanie to, bo przy 10k działa normalnie, dopiero przy 1k zaczynają się dziwne wyniki.

Wyniki nie będą dziwne jeśli będziesz pamiętał o tym, że źródło zasilania (bateria) ma rezystancję wewnętrzną. Im bardziej zużyta bateria tym rezystancja wewnętrzna większa. To normalny proces. Nawet jeśli będziesz miał nową baterię, to przy dużym poborze prądu spadek napięcia na małej rezystancji wewnętrznej może być znaczny. Rezystancją obciążenia i rezystancja wewnętrzna tworzą dzielnik napięcia. Napięcie mierzysz na rezystancji obciążenia więc możesz policzyć jakiego napięcia możesz się spodziewać. Jeśli Rw to rezystancja wewnętrzna, Ro to rezystancja obciążenia, a Ub to napięcie baterii nieobciążonej to napięcie mierzone

U=Ub * Ro/(Ro+Rw)