Skocz do zawartości
Komentator

Kurs elektroniki - #3 - prawa Ohma i Kirchhoffa

Pomocna odpowiedź

Mam pytanie odnośnie oporu wewnętrznego. Pod zdjęciami z pomiarami napisane jest :

"Jak widać na powyższym przykładzie, pobierając z baterii większy prąd będziemy otrzymywać mniejsze napięcie".

Według zdjęć największy prąd pobieramy przy rezystorze 1K ohm (bo jest najniższe napięcie) czyli w dwóch kolejnych próbach powinno wyjść większe i mniejsze napięcie (bo obciążąmy 10K ohm i bez rezystora) a tak nie jest.

Wydaję mi się że zdjęcia nie pasują do opisu albo ja czegoś nie rozumiem lub też zakradł się jakiś błąd przy podpisaniu zdjęć.

Z tego co wiem to

-bez rezystora powinno być najniższe napięcie i największy prąd

-1K ohm średnie napięcie i prąd (w odniesieniu do dwóch pozostałych)

-10K ohm napięcie największe i prąd najniższy

A ze zdjęć niestety nie dokładnie mogę odczytać wartości rezystorów ale wydaje mi się, że oba są 10k ohm ale może błędnie odczytałem.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

mivosz, już tłumaczę 🙂 Idąc od lewej:

W przypadku pierwszym pobieramy "duży prąd", bo rezystor jest mały (1k).

W przypadku drugim pobieramy "mały prąd", bo rezystor jest większy (10k), a im większy rezystor tym mniejszy płynie prąd.

W przypadku trzecim "nie mamy prądu", bo między zaciskami baterii nie ma żadnego rezystora (opór jest nieskończenie duży).

Więc jeśli dobrze odczytałem Twoją wiadomość w swoim rozumowaniu masz 1 błąd - dotyczący ostatniego przypadku. Twój opis byłby poprawny, gdybyśmy zwarli wyjścia baterii (nieskończenie mały opór, co dałoby bardzo duży prąd), a jest wręcz odwrotnie opór tam jest olbrzymi 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Ok dzięki, nie wiem sam do końca dlaczego założyłem, że w trzecim przypadku (od lewej) oba wyjścia z baterii są zwarte na płytce (przecież nie ma tam połączenia w płytce stykowej). Po prostu napięcie jest takie jak mierzone byłoby bez pośrednio na baterii (pomijając oczywiście rezystancję przewodów).

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

A co w przypadku gdy z obliczeń wynika, że poziom spadku napięcia jest wyższy niż napięcie zasilania? Wystarczy wziąć prąd 10 mA i rezystor 10k Ohma żeby uzyskać spadek napięcia 100V.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Super dokładnie wyjaśnione, dziękuje.

Ciekawi mnie jeszcze jedna sprawa:

Powiedzmy, że mamy obwód który składa się z baterii 9V i rezystora 1K. W takim przypadku prąd będzie wynosić 9mA a"spadek" napięcia na rezystorze będzie wynosić wartość zasilania w tym przypadku 9V. Żeby doświadczyć faktyczny spadek to muszę wpiąć drugi rezystor lub inny element który pobiera prąd i muszę koniecznie znać wartość pobieranego prądu aby móc wyliczyć spadek napięcia np. połączenia baterii 9V -> rezystor 1K -> dioda. W tym przypadku muszę zmierzyć prąd pobierany przez diodę, dobrze myślę?

Więc jak to wygląda w praktyce, gdy np. kupuję nowy moduł który wymaga napięcia 5V a ja posiadam 7V, i jeśli chcę obniżyć napięcie poprzez rezystor to zaglądam do dokumentacji elementu i sprawdzam jaki prąd pobiera i dzięki temu będę mógł dobrać rezystor tak?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Nie rozumiem po co chcesz coś dodatkowo podłączać. To co potrzebujesz to woltomierz - podłączasz go do wyprowadzeń rezystora i mierzysz napięcie. Będzie ono równe napięciu baterii pomniejszonemu o spadki na przewodach - które pewnie możesz potraktować jako zerowe. Pewien prąd popłynie przez woltomierz, ale chyba nie musisz się tym przejmować, współczesne przyrządy mają wewnętrzną rezystancję na tyle dużą, że możesz ją pominąć.

Więc pomijając przewody i niedoskonałość woltomierza: jeśli podłączasz rezystor do baterii, cały spadek napięcia odkłada się na rezystorze, czyli napięcie baterii = napięcie na rezystorze. Prąd nie ma gdzie "uciekać", więc cały płynie przez rezystor - możesz policzyć lub zmierzyć jego wartość.

Drugi układ o którym piszesz, czyli: bateria, rezystor i dioda - jest już trochę inny. Tutaj napięcie na baterii będzie równe spadkowi na rezystorze i diodzie. Wszystkie wartości możesz sprawdzić woltomierzem, powinno się zgadzać (w granicy błędu pomiarowego).

Prąd płynie taki sam przez rezystor i przez diodę - możesz go zmierzyć w dowolnym punkcie i sprawdzić, że jest taki sam. Dla rezystora możesz też policzyć z prawa ohma - spadek napięcia na rezystorze będzie spełniał znane U=R*I.

W przypadku diody jest trochę trudniej - jej rezystancja zależy od prądu/napięcia.

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Artykuł, którego dotyczy temat jest bardzo przejrzysty i ciekawy, jednakże mam kilka pytań, które nasunęły się w trakcie przerabiania materiału 😉

Podłączając miernik do środkowej i jednej z bocznych nóżek potencjometru podczas pomiaru rezystancji, zauważyłem, że rośnie ona od ok. 10Ω do 5kΩ (pomiar tej samej wielkości na bocznych nóżkach wskazuje 5kΩ niezależnie od położenia pokrętła).

Następnie zabrałem się do pomiaru napięcia - w pewnym momencie osiągnęło ono prawie wartość samej baterii, a z miernika wydobył się charakterystyczny zapach (przeżył!). Dopiero później zdałem sobie sprawę, że sprawcą mógł być zbyt wysoki prąd ( z obliczeń 10V / 10Ω = 1A ). Mój miernik ma 2 osobne wejścia do pomiaru prądu: max. 600mA i max. 10A, wówczas podłączony był pod to pierwsze. Czy dobrze myślę i taka sytuacja mogła mieć miejsce?

W przypadku trzecim "nie mamy prądu", bo między zaciskami baterii nie ma żadnego rezystora (opór jest nieskończenie duży).

Twój opis byłby poprawny, gdybyśmy zwarli wyjścia baterii (nieskończenie mały opór, co dałoby bardzo duży prąd), a jest wręcz odwrotnie opór tam jest olbrzymi 🙂

W drugim pytaniu chciałbym odnieść się do braku jakiegokolwiek opornika w układzie. Dlaczego wtedy opór jest nieskończony? Jak to stwierdzenie odnosi się do pomiaru prądu samej baterii? Wówczas bateria może ulec uszkodzeniu. Z powyższego cytatu wnioskuję, że sam miernik ma jakiś wewnętrzny opór, który "hamuje" prąd, ale ten sam opór nie jest "liczony" do wyniku. To prawda?

Dziękuję za odpowiedzi 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Podłączając miernik do środkowej i jednej z bocznych nóżek potencjometru podczas pomiaru rezystancji, zauważyłem, że rośnie ona od ok. 10Ω do 5kΩ (pomiar tej samej wielkości na bocznych nóżkach wskazuje 5kΩ niezależnie od położenia pokrętła).

Wszystko się zgadza - tak właśnie zbudowane są potencjometry. Opór zmienia się między środkową nóżką, a skrajnymi. Co do uszkodzenia miernika, to nie wiem co i jak dokładnie było podłączone. Piszesz o pomiarze napięcia, a dwa wejścia tyczą się raczej pomiarów prądu. Którą z wartości próbowałeś mierzyć? Może przez pomyłkę podłączyłeś do układu równolegle miernik w trybie pomiaru prądu (a chciałeś mierzyć napięcie)? Cały prąd popłynął wtedy przez miernik i uszkodził bezpiecznik?

W drugim pytaniu chciałbym odnieść się do braku jakiegokolwiek opornika w układzie. Dlaczego wtedy opór jest nieskończony? Jak to stwierdzenie odnosi się do pomiaru prądu samej baterii? Wówczas bateria może ulec uszkodzeniu. Z powyższego cytatu wnioskuję, że sam miernik ma jakiś wewnętrzny opór, który "hamuje" prąd, ale ten sam opór nie jest "liczony" do wyniku. To prawda?

Idealny woltomierz powinien mieć nieskończenie duży opór, aby nie zakłócać pomiarów. W przypadku amperomierza zależy nam na czymś odwrotnym, czyli nieskończenie małym oporze, aby nie fałszować pomiaru prądu pobieranego przez mierzony układ 🙂

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Wprowadzę małą poprawkę: podłączyłem potencjometr pod baterię raz jeszcze, tak jak poprzednio, to nie miernik, a potencjometr wydał z siebie ten zapach.

Prawdopodobnie za bardzo zmniejszyłem opór pokrętłem, i popłynął przez niego zbyt duży prąd (miałem podobną sytuację z diodami prostowniczymi w jednym z ćwiczeń - też się "grzały") - rzeczywiście pomiar miernikiem wykazał ok. 400mA (od tego momentu już bardziej nie zmniejszałem oporu i odłączyłem baterię).

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Wprowadzę małą poprawkę: podłączyłem potencjometr pod baterię raz jeszcze, tak jak poprzednio, to nie miernik, a potencjometr wydał z siebie ten zapach.

Prawdopodobnie za bardzo zmniejszyłem opór pokrętłem, i popłynął przez niego zbyt duży prąd (miałem podobną sytuację z diodami prostowniczymi w jednym z ćwiczeń - też się "grzały") - rzeczywiście pomiar miernikiem wykazał ok. 400mA (od tego momentu już bardziej nie zmniejszałem oporu i odłączyłem baterię).

Cześć, zrobiłem to samo. Podłączyłem potencjometr i zmniejszałem za bardzo opór, po chwili pojawił się "dymek"... jak mniemam przepłynął przez niego zbyt duży prąd ~ prawdopodobnie 0,8A? Gdzie można znaleźć dokumentacje odnoście maksymalnych prądów mogących przepłynąć przez dane urządzenie?

Znalazłem tylko dane dotyczące napięcia max~50V

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Jedi24, witam na forum 🙂 Przez potencjometry w większości zastosowań "nie przepuszcza" się dużych prądów, bo nie ma po co. Ogólnie polecam zapoznać się z pojęciem mocy, które powinno tutaj trochę rozjaśnić. Więcej na ten temat znajdziesz w tym artykule: Czym jest moc? Jak dobrać odpowiednie elementy?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

W części "Czym jest opór wewnętrzny" jedno zdanie wprowadziło mnie w błąd: "Zmierzmy jeszcze raz prąd płynący przez rezystory" (zdanie to jest w akapicie zaczynającym się "Obrazuje to proste doświadczenie".

Zrozumiałem, że będziemy mierzyć natężenie (prąd), a rzeczywiście w doświadczeniu mierzone jest napięcie. Na zdjęciach nie widać dokładnie jak jest robiony pomiar, dopiero z opisu pod zdjęciem załapałem, że wcale nie chodzi o natężenie, a o napięcie.

Kurs jest dla osób zielonych, jak ja, więc dobrze jeśli będzie napisany jednoznacznie 🙂

Pozdrawiam

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Kurs skończyłem w całości - projekt końcowy zadziałał poprawnie za pierwszym razem 🙂

Jednakże postanowiłem wrócić do potencjometru i przy okazji kwestia związana z doborem rezystora do diody stała się niejasna (artykuł dotyczący tej problematyki przeczytałem, ale nie rozwiązuje on mojego problemu).

Zaczynając od samego początku:

Chciałem sprawdzić jaki rezystor powinienem dobrać do diody, aby nie świeciła wcale - w tym celu wykorzystałem potencjometr. Schemat podłączenia poniżej (bateria 9V, potencjometr 5k, dioda zielona):

Zarówno pomiary miernikiem jak i schemat w symulatorze wskazuje, że można "dać" jej maksymalnie 1,8mA (wtedy nie świeci). Zmierzyłem, więc rezystancję na potencjometrze - było ok. 4k.

Wynik obliczeń również zbliżony jest do 4k R = (9V - 2V)/0,0018A

Jednakże podłączając (szeregowo) rezystory o rezystancji zastępczej (czy wypadkowej) 4k dioda świeci jasno i wyraźnie. Nawet 20k nie "wyłącza" całkowicie diody (prąd wtedy powinien wynieść 0,35mA).

Albo dalej nie wiem jak działa potencjometr albo nie wiem o co chodzi?

Myślę, że pora też na jeden, bardzo ważny wniosek po przerobieniu kursu. Przynajmniej, od tego artykułu, każdy powinien założyć sobie zeszyt, w którym będzie notował najważniejsze informacje, z autopsji wiem, że wiele (z pozoru oczywistych) rzeczy, można zapomnieć i później niektóre zagadnienia się mieszają ze sobą.

Niedługo czas na drugą część kursu, jednocześnie z nauką lutowania 😉

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Cześć 🙂 Zrobiłem sobie następujący obwód szeregowy w poniższej kolejności:

1. bateria

2. opornik 1000 Ohm

3. dioda prostownicza

4. zielony LED

Mierzyłem sobie napięcie na każdym elemencie i rzeczywiście suma napięć daje w przybliżeniu napięcie baterii.

Mierzyłem też natężenie prądu pomiędzy poszczególnymi elementami, tj. między baterią i opornikiem, między opornikiem i diodą, między diodą a LED-em oraz między LED-em a masą. I wszędzie prąd był podobny (ok. 5,7 mA). Czyli Kirchhoff się zgadza.

Ale naszły mnie takie pytania (być może nie rozumiem jakichś podstaw):

1. dlaczego natężenie mierzone na samym początku między baterią, a opornikiem jest też 5,7 mA? Na zdrowy rozsądek wydaje się, że przepływający prąd powinien "natrafić na opór" dopiero przy oporniku. I że dopiero za opornikiem prąd powinien być mniejszy.

2. Zauważyłem, że na diodzie i LED-ie odkłada się jakby "dedykowane" napięcie, tj. ok. 0.7V i 2V odpowiednio. Jak zmieniałem LED-y na inne, to na diodzie dalej było ok 0.7V, na innym LED-ie odkładało się też "dedykowane" napięcie, ale odpowiednio pomniejszone/powiększone odłożyło się na oporniku. Z czego to wynika? Dlaczego na oporniku nie odkłada się stałe napięcie i np. LED nie ma zbyt małego napięcia?

Będę wdzięczny za każdą pomoc w zrozumieniu 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Napisz odpowiedź...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...