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

[NiX]

Mój błąd - zły screen. Teraz umieszczam ten, o którym myślałem.

[Treker (Damian Szymański)]

Teraz wszystko jasne. Gratuluję czujności - podpisy pod obrazkami zostały zamienione podczas aktualizacji kursu. Już poprawiam, na szczęście na grafikach mierzone są poprawne rezystory. Przepraszam za zamieszanie 🙂

[ebucior]

Cześć,

Bardzo ciekawy i wciągający kurs. Gratuluję pomysłu i wykonania.

Mam pytanie o dzielnik napięcia. Zakładam, że da się zbudować taki dzielnik z kilku rezystorów (więcej niż 2) i podłączyć równolegle odbiorniki do poszczególnych oporników, aby zasilić je rożnymi napięciami. Prawdopodobnie jest lepszy sposób aby regulować napięcie, ale pytam czysto teoretycznie. 

Czy przy takich założeniach, aby policzyć to napięcie wystarczy w liczniku podstawić wartość rezystancji danego opornika a w mianowniku sumę oporów wszystkich oporników? Np. dla 4 rezystorów, gdy chcę zmierzyć napięcie na R3: Uwyj = Uzas (R3/(R1+R2+R3+R4)). Czy takie rozumowanie jest poprawne?

Co stanie się, jeśli taki odbiornik podłączę szeregowo pomiędzy konkretnymi opornikami (np pomiędzy R3 i R4). Jakim napięciem będzie wtedy zasilany (czy będzie to napięcie obliczone dla opornika poprzedzającego taki odbiornik[R3])?

 

[narbej]

9 godzin temu, ebucior napisał:

da się zbudować taki dzielnik z kilku rezystorów (więcej niż 2) i podłączyć równolegle odbiorniki do poszczególnych oporników, aby zasilić je rożnymi napięciami. Prawdopodobnie jest lepszy sposób aby regulować napięcie, ale pytam czysto teoretycznie. 

Oczywiście, że się da, odpowiadam czysto teoretycznie. Ale musisz spełnić co najmniej jeden warunek. Twoje odbiorniki muszą mieć baaaardzo dużą rezystancję wewnętrzną. W kursie podano, że dzielnik  nie służy do zasilania odbiorników, a jest inny lepszy sposób - przeczytaj jeszcze raz.

Istnieje takie pojęcie, jak układ zastępczy. Bardziej skomplikowany układ elektroniczny, zastępujemy prostszym, ale działa to też w drugą stronę. Gdy brakuje opornika o danej wartości, możemy zastąpić go  odpowiednią kombinacją, połączonych szeregowo i/lub równolegle, oporników [zwracając uwagę na ich moc potrzebną w danym układzie].

Twój dzielnik można więc zastąpić dwoma opornikami: Rz i R3, gdzie Rz = R1 + R2 + R4. No i zamiast pytać teoretycznie powinieneś eksperymentować [bezpiecznie, używając baterii], i jako  odbiornika/ów używając voltomierza. Możesz oczywiście jako odbiorników użyć żaróweczek, lub diód, ale po prostu eksperymentuj i sam wyciągaj wnioski.

PS

Podejrzewam, że takie pytanie padło już, nie czytałem wszystkich komentarzy, a może Ty też nie? 😉

Do obliczeń, aby ułatwić sobie liczenie, stosujemy układ zastępczy uproszczony [chyba, że już się nie da "zrobić" prostszego]. Gdy budujemy, możemy "komplikować" zastępując np brakujące wartości oporników czy kondensatorów ich kombinacjami. Podobnie brakujący tranzystor o dużym wzmocnieniu, możemy [często] zastąpić odpowiednim układem 2-3 "słabszych" tranzystorów.

Idąc dalej, prosty elektroniczny układ migający diodami, można zastąpić mikroprocesorem + oprogramowanie --- trochę się zagalopowałem, to już trochę  nie na temat [pytania ;-)]

Edytowano Styczeń 16, 2019 przez narbej

[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)]

9 godzin temu, ebucior napisał:

Bardzo ciekawy i wciągający kurs. Gratuluję pomysłu i wykonania.

@ebucior, dzięki, miło słyszeć 😉

9 godzin temu, ebucior napisał:

Mam pytanie o dzielnik napięcia. Zakładam, że da się zbudować taki dzielnik z kilku rezystorów (więcej niż 2) i podłączyć równolegle odbiorniki do poszczególnych oporników, aby zasilić je rożnymi napięciami. Prawdopodobnie jest lepszy sposób aby regulować napięcie, ale pytam czysto teoretycznie. 

Teoretycznie można tak robić, ale w praktyce nie ma to większego sensu, bo i tak takie dzielnik napięcia nie nadają się do zasilania żadnych układów. Do tego trzeba pamiętać o niedoskonałości rezystorów, tolerancjach itd. Przy połączeniu większej liczby rezystorów mogą wystąpić już spore wahania napięć. Tak jak napisał @narbej - najlepiej sprawdzić to sobie w praktyce. Miej tylko na uwadze, że to "sztuka dla sztuki", bo i tak do zasilania układów używa się np. stabilizatorów liniowych, które są omówione w dalszej części kursu 🙂

[ebucior]

Dziękuję za odpowiedzi.

Wiem, że praktyka to podstawa, jednak mam nawyk, że zaczynam od "kartki papieru" (wieloletnia indoktrynacja w tym podejściu chyba daje się we znaki 😉. Zastanawiałem się tylko, czy przed złożeniem całego układu można wyliczyć napięcie na konkretnym oporniku modyfikując wzór tak jak to opisałem w poście:  

Uwyj = Uzas (R3/(R1+R2+R3+R4) => dla R3

...i dla każdego innego, podstawiając jego wartość w liczniku zamiast R3.

Szukałem wczoraj wpisu dotyczącego tego zagadnienia i niestety nie znalazłem, ale może było już późno i poziom krwi w mojej kofeinie niebezpiecznie wzrósł skutkując zmniejszeniem zdolności poznawczych😉

Generalnie wiem, że to sztuka dla sztuki, ale nie dawało mi to spokoju, a wydaje mi się, że dzielnik napięcia może mieć sporo zastosowań (pewnie przekonam się w dalszych częściach kursu). Próbuję po prostu lepiej to zrozumieć.

[narbej]

No oczywiście, że tak, przecież Ci napisałem i tak to jest poprawne obliczenie. Czy taka drabinka oporników nie ma więc żadnego zastosowania praktycznego? Wbrew pozorom, nie jest to tylko teoretyczny wymysł ;-). Tylko jedna poprawka, nie możesz użyć takiego napięcia do zasilania odbiorników - może po prostu przejęzyczyłeś się - możesz tego użyć np jako źródło napięcia odniesienia - przy znanym Uzas, i znanych dokładnie wartościach oporników lub przy pomiarach napięć większych od zakresu twojego urządzenia. Wystarczy zajrzeć do środka miernika [woltomierza, czy uniwersalnego] i powinieneś tam znaleźć tego typu dzielnik.

Innym zastosowaniem drabinki oporników, może być ADC [analog-digital converter]. Piszę może być, [a nie jest] bo jest kilka rodzaji takich przetworników https://pl.wikipedia.org/wiki/Przetwornik_analogowo-cyfrowy i tylko chyba w jednym jest stosowana. W takich zastosowaniach, bardzo ważna jest jakość [tolerancja] oporników i napięcia odniesienia - ale to chyba nie podlega dyskusji? Na kursie arduina jest malutka lekcja o wykorzystaniu ADC w praktyce.

Chyba, że będziesz "ręcznie" kalibrował i przeliczał wszystko na kartce no chyba, że użyjesz mikro/komp i "on" to będzie "robił" [liczył] za Ciebie?

 

Nie ten link, poniżej poprawny:

https://forbot.pl/blog/artykuly/programowanie/kurs-arduino-4-przetwornik-adc-id3819

Jak jest ADC to i DAC [inne ewentualne zastosowanie drabinki]: https://pl.wikipedia.org/wiki/Przetwornik_cyfrowo-analogowy

Edytowano Styczeń 16, 2019 przez narbej

[ebucior]

OK, dziękuję za szybką i wyczerpującą odpowiedź. Z odbiornikiem to rzeczywiście był problem z nazewnictwem (powoli postaram się tego nauczyć).

Arduino zaplanowałem jako drugi kurs po elektronice, ale trochę czasu jeszcze upłynie zanim go rozpocznę. Z tego co widziałem Arduino ma 6 złączy analogowych, a w mojej głowie jest pomysł na wykorzystanie większej liczby podłączeń (czujników) analogowych, więc chyba będę musiał kiedyś zgłębić temat podłączenia zewnętrznego ADC, ale to już chyba wykracza poza zakres kursu elektroniki.

[narbej]

Tak 6, ale podłączanych [multiplex] do jednego ADC. Inne zastosowanie drabinki, to np właśnie do takiego wejścia [odpowiednie] podłączenie jej [drabinki] i kilku przycisków. Przypomniał mi się generator RC [drabinka oporników + kondensatory] ale w dobie digital są inne [cyfrowe] metody generacji. No i jeszcze zobacz jak może wyglądać "dyskretna" drabinka 😉 : https://ea.elportal.pl/rezystor.html <-- ostatnia pozycja, lub: https://www.tme.eu/pl/katalog/drabinki-rezystorowe-tht_100011/

Dyskretna, bo w układach mikro, są [mogą być] już na samym chipie, np ADC, czy "zaszyte" w Arduino.

Edytowano Styczeń 16, 2019 przez narbej

[pesimist]

Jak się objawia uszkodzenie miernika/spalenie bezpiecznika? Bo napięcie mogę nim pomierzyć ale prądu nawet na najprostszym obwodzie z diodą czy opornikiem ni chuchu. Przy wpięciu szeregowo pokazuje mi cały czas zero. Obwód sprawny bo dioda świeci po zamknięciu, po wpięciu miernika obwód się przerywa i gaśnie.

[narbej]

Prawdopodobnie opisałeś [najbardziej?] typowe objawy uszkodzenia miernika [przepalenia bezpiecznika]. Jak naprawić - sprawdzić. Najprościej:

1. Kupujesz drugi miernik.
2. Odkręcasz w starym jedną/dwie śrubki.
3. Wyjmujesz bezpiecznik.
4. Nowo zakupionym jeszcze w pełni sprawnym  miernikiem, sprawdzamy [omomierzem] bezpiecznik.
5. W zależności od wyników pkt 4 postępujemy odpowiednio dalej. .... [np kupujemy nowy bezpiecznik ...]

Edytowano Styczeń 25, 2019 przez narbej
lista numerowana ;-)

[Treker (Damian Szymański)]

1 godzinę temu, pesimist napisał:

Jak się objawia uszkodzenie miernika/spalenie bezpiecznika?

Właśnie tak:

1 godzinę temu, pesimist napisał:

Bo napięcie mogę nim pomierzyć ale prądu nawet na najprostszym obwodzie z diodą czy opornikiem ni chuchu. Przy wpięciu szeregowo pokazuje mi cały czas zero. Obwód sprawny bo dioda świeci po zamknięciu, po wpięciu miernika obwód się przerywa i gaśnie.

"Niestety" właśnie wzorowo opisałeś zachowanie miernika z uszkodzonym bezpiecznikiem 😉 Dla testu możesz przełączyć miernik na pomiar do 10A (i zmienić podłączenie czerwonego przewodu). Wtedy układ powinien zadziałać, ale raczej pomiar prądu świecenia diody na tym zakresie będzie bezużyteczny 😞

@narbej, pisaliśmy w tej samej chwili - akurat zakup drugiego miernika jest chyba operacją zbędna 😉 W tego typu bezpiecznikach bardzo łatwo widać, że jest przepalony.

[narbej]

8 minut temu, Treker napisał:

zakup drugiego miernika jest chyba operacją zbędna 😉

Oczywiście, ale z drugiej strony, może warto, aby pytający kupił od razu nawet 3, jeden wpinamy do obwodu jako amperomierz [ustawiając odpowiedni zakres], drugim możemy "swobodnie" mierzyć napięcia, a trzeci mamy od razu na wypadek, gdyby któryś z tych dwóch sam się "zepsuł". W końcu taki miernik można kupić za ok 20 zł, nie mówię o miernikach z górnej półki:  --> link do sklepu: https://botland.com.pl/pl/szukaj?controller=search&amp;orderby=position&amp;orderway=desc&amp;search_query=mierniki+uniwersalne&amp;submit_search=

[pesimist]

 Dzięki za odpowiedzi ale byłem szybszy :). Poradziłem sobie bez drugiego miernika, wyjąłem bezpiecznik, zamiast niego wpiąłem kawałek przewodu (wiem że się nie powinno ale tylko na chwilkę), sprawdziłem oporność bezpiecznika i już wiedziałem że to to. Nowy bezpiecznik na miejscu, już działa.

[ghost1313]

Myślę, że przy okazji omawiania tego tematu, warto by coś wspomnieć o prostych obwodach szeregowo-równoległych. Na przykład, aby policzyć prąd jaki płynie przez układ (mierzony tuż przy dodatnim styku źródła zasilania) należy podzielić napięcie źródła zasilania przez opór całego układu (wszystkich elementów stawiających opór razem). Inną ważną informacją jest fakt, że aby policzyć spadek napięcia na rezystorach połączonych równolegle, należy najpierw policzyć ich opór zastępczy i pomnożyć go przez odpowiedni prąd. Zapewne jest to oczywiste dla bardziej zaawansowanych osób, jednak wydaje mi się, że te początkujące nie zawsze od razu to widzą (mówię tu oczywiście o sobie, choć może jestem jakiś wyjątkowo toporny ;)). W każdym razie mnie, jako osobie bardzo początkującej brakowało w tym kursie informacji o praktycznym zastosowaniu prawa Ohma do liczenia parametrów występujących w prostych obwodach szeregowo-równoległych. 

Może to dziwne, bo choć teraz wydaje mi się oczywiste, że w zasadzie dowolną konfigurację oporników połączonych szeregowo i równolegle da się uprościć do jednego, to jednak nie uświadomiłem sobie tego czytając ten kurs.

Edytowano Luty 4, 2019 przez ghost1313