O opornikach dla początkujących do robienia elektroniki

Kontynuacja artykułu o rozpoczęciu zajęć z elektroniki. Dla tych, którzy zdecydowali się zacząć. Opowieść o szczegółach.

Radio amatorskie jest nadal jednym z najczęstszych hobby. Jeśli na początku swojej wspaniałej ścieżki krótkofalarstwo wpłynęło głównie na konstrukcję odbiorników i nadajników, to wraz z rozwojem technologii elektronicznej poszerzono zakres urządzeń elektronicznych i zakres zainteresowań krótkofalarstwa.

Oczywiście tak wyrafinowane urządzenia, jak na przykład magnetowid, odtwarzacz CD, telewizor lub kino domowe w domu, nie zostaną nawet zmontowane przez najbardziej wykwalifikowanego amatora radiowego. Ale naprawa sprzętu do produkcji przemysłowej zaangażowana przez wielu entuzjastów amatorskiego radia i dość skutecznie.

Kolejnym obszarem jest projektowanie układów elektronicznych lub udoskonalanie urządzeń przemysłowych „aż po luksusowe”.

Zasięg w tym przypadku jest dość duży. Są to urządzenia do stworzenia „inteligentnego domu”, ładowarki akumulatorów, sterowniki prędkości silnika, przetwornice częstotliwości do silników trójfazowych, konwertery 12 ... 220 V do zasilania telewizorów lub urządzeń odtwarzających dźwięk z akumulatora samochodowego, różne regulatory temperatury. Również bardzo popularny obwody przekaźników fotoelektrycznych do oświetlenia, urządzenia bezpieczeństwa i alarmya także wiele innych.

Nadajniki i odbiorniki spadają na pierwszy plan, a cały sprzęt nazywa się teraz po prostu elektroniką. Być może trzeba będzie zadzwonić do amatorskich radiooperatorów w inny sposób. Ale historycznie po prostu nie wymyślili innej nazwy. Dlatego niech będą szynki.

Komponenty elektroniczne

Wszystkie różnorodne urządzenia elektroniczne składają się z komponentów radiowych. Wszystkie elementy obwodów elektronicznych można podzielić na dwie klasy: elementy aktywne i pasywne.

Aktywne są komponenty radiowe, które mają zdolność do wzmacniania sygnałów elektrycznych, tj. zyskać. Łatwo zgadnąć, że są to tranzystory i wszystko, co się z nich składa: wzmacniacze operacyjne, układy logiczne, mikrokontrolery i wiele więcej.

Jednym słowem wszystkie te elementy, w których sygnał wejściowy o niskiej mocy steruje wystarczająco mocnym wyjściem. W takich przypadkach mówią, że zysk (Kus) mają więcej niż jeden.

Elementy pasywne obejmują rezystory, kondensatory, induktor, diody itd. Jednym słowem, wszystkie te elementy radiowe, które mają Kus w granicach 0 ... 1! Urządzenie można również uznać za ulepszenie: „Jednak nie osłabia”. Tutaj najpierw i rozważ elementy pasywne.

Rezystory

Są najprostszymi elementami pasywnymi. Ich głównym celem jest ograniczenie prądu w obwodzie elektrycznym. Najprostszym przykładem jest włączenie diody LED, pokazanej na rycinie 1. Przy użyciu rezystorów tryb działania stopni wzmacniacza dla różnych tranzystorowe obwody przełączające.

Rysunek 1. Schematy przełączania diody LED

Właściwości rezystora

Wcześniej rezystory nazywano rezystancjami, to tylko ich własność fizyczna. Aby nie mylić części z jej właściwością wytrzymałości, zmieniono jej nazwę rezystory.

Rezystancja, jako właściwość nieodłączna dla wszystkich przewodników, charakteryzuje się rezystywnością i liniowymi wymiarami przewodnika. Cóż, mniej więcej tak samo jak w mechanice, ciężar właściwy i objętość.

Wzór na obliczenie rezystancji przewodnika jest następujący: R = ρ * L / S, gdzie ρ jest rezystywnością materiału, L jest długością w metrach, S jest polem przekroju w mm2. Łatwo zauważyć, że im dłuższy i cieńszy drut, tym większy opór.

Można by pomyśleć, że rezystancja nie jest najlepszą właściwością przewodników, po prostu zapobiega przepływowi prądu.Ale w niektórych przypadkach taka przeszkoda jest przydatna. Faktem jest, że gdy prąd przepływa przez przewodnik, uwalniana jest na nim moc cieplna P = I.² * R. Tutaj P, I, R, odpowiednio, moc, prąd i rezystancja. Ta moc jest wykorzystywana w różnych urządzeniach grzewczych i lampach żarowych.

Rezystory w obwodach

Wszystkie szczegóły na schematach elektrycznych pokazano za pomocą UGO (konwencjonalne symbole graficzne). Rezystory UGO pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Rezystory UGO

Kreski wewnątrz UGO wskazują moc rozpraszania rezystora. Należy od razu powiedzieć, że jeśli moc jest mniejsza niż wymagana, to rezystor nagrzeje się, a na koniec wypali się. Aby obliczyć moc, zwykle używają wzoru, a raczej nawet trzech: P = U * I, P = I² * R, P = U² / R.

Pierwsza formuła mówi, że moc przydzielona do sekcji obwodu elektrycznego jest wprost proporcjonalna do iloczynu spadku napięcia w tej sekcji przez prąd przepływający przez tę sekcję. Jeśli napięcie jest wyrażone w woltach, prąd w amperach, wówczas moc będzie w watach. Takie są wymagania systemu SI.

Obok UGO podana jest wartość nominalna rezystancji rezystora i jej numer seryjny na schemacie: R1 1, R2 1K, R3 1.2K, R4 1K2, R5 5M1. R1 ma nominalną rezystancję 1Ω, R2 1KΩ, R3 i R4 1,2KΩ (litera K lub M może być użyta zamiast przecinka), R5 - 5,1MΩ.

Nowoczesne oznaczanie rezystorów

Rezystory są obecnie oznaczone paskami kolorów. Najciekawsze jest to, że kolorowe oznaczenie zostało wspomniane w pierwszym powojennym magazynie „Radio”, opublikowanym w styczniu 1946 r. Mówiono tam również, że jest to nowy amerykański znak. Tabela wyjaśniająca zasadę „pasiastego” znakowania pokazano na ryc. 3.

Rysunek 3. Etykietowanie rezystora

Rysunek 4 pokazuje rezystory do montażu powierzchniowego SMD, zwane również „rezystorami chipowymi”. Do celów amatorskich najbardziej odpowiednie są oporniki o wielkości 1206. Są one dość duże i mają przyzwoitą moc, aż 0,25 W.

Ta sama liczba wskazuje, że maksymalne napięcie dla rezystorów chipowych wynosi 200 V. Rezystory do konwencjonalnej instalacji mają takie same maksimum. Dlatego, gdy oczekiwane jest napięcie, na przykład 500 V, lepiej jest umieścić dwa rezystory połączone szeregowo.

Rysunek 4. Rezystory SMD SMD

Rezystory mikroprocesorowe najmniejszych rozmiarów są dostępne bez oznaczeń, ponieważ po prostu nie ma gdzie ich umieścić. Począwszy od rozmiaru 0805, trzycyfrowe oznaczenie jest umieszczane na „tylnej stronie” rezystora. Pierwsze dwa są nominalne, a trzeci czynnik, w postaci wykładnika liczby 10. Dlatego, jeśli jest zapisany, na przykład 100, to będzie to 10 * 1Ohm = 10Ohm, ponieważ dowolna liczba w stopniu zero jest równa jeden, pierwsze dwie cyfry muszą zostać pomnożone przez dokładnie jedną .

Jeśli na rezystorze jest napisane 103, to dostajesz 10 * 1000 = 10 KOhm, a napis 474 mówi, że mamy rezystor 47 * 10 000 Ohm = 470 KOhm. Rezystory mikroprocesorowe z tolerancją 1% są oznaczone kombinacją liter i cyfr, a wartość można ustalić tylko przy użyciu tabeli, którą można znaleźć w Internecie.

W zależności od tolerancji rezystancji wartości rezystorów są podzielone na trzy rzędy, E6, E12, E24. Wartości ocen odpowiadają liczbom w tabeli pokazanej na rysunku 5.

Rycina 5

Tabela pokazuje, że im mniejsza tolerancja rezystancji, tym więcej nominałów w odpowiednim rzędzie. Jeśli seria E6 ma tolerancję 20%, oznacza to tylko 6 ocen, a seria E24 ma 24 pozycje. Ale są to rezystory powszechnie stosowane. Istnieją rezystory z tolerancją jednego procent lub mniej, więc można znaleźć między nimi dowolną wartość.

Oprócz mocy i rezystancji nominalnej rezystory mają jeszcze kilka parametrów, ale o nich jeszcze nie będziemy rozmawiać.

Podłączenie rezystora

Pomimo faktu, że istnieje wiele wartości rezystorów, czasami trzeba je połączyć, aby uzyskać wymaganą wartość. Jest tego kilka przyczyn: dokładny wybór podczas konfigurowania obwodu lub po prostu brak pożądanej wartości znamionowej.Zasadniczo stosuje się dwa schematy połączeń rezystorów: szeregowy i równoległy. Schematy połączeń pokazano na rysunku 6. Wzory do obliczania całkowitego oporu są tam również podane.

Rysunek 6. Schematy połączeń rezystorów i wzory do obliczania całkowitej rezystancji

W przypadku połączenia szeregowego całkowita rezystancja jest po prostu sumą dwóch rezystancji. To jest jak pokazano. W rzeczywistości może być więcej rezystorów. Takie włączenie ma miejsce w dzielniki napięcia. Oczywiście całkowity opór będzie większy niż największy. Jeśli wynosi 1 kΩ i 10 Ω, wówczas całkowita rezystancja wyniesie 1,01 kΩ.

Przy połączeniu równoległym wszystko jest dokładnie odwrotnie: całkowita rezystancja dwóch (lub więcej rezystorów) będzie mniejsza niż mniejsza. Jeśli oba rezystory mają tę samą wartość znamionową, wówczas ich całkowita rezystancja będzie równa połowie tej wartości. W ten sposób możesz podłączyć kilkanaście rezystorów, wówczas całkowity opór będzie wynosił zaledwie jedną dziesiątą wartości nominalnej. Na przykład dziesięć rezystorów o wartości 100 omów zostało połączonych równolegle, a następnie całkowita rezystancja wyniosła 100/10 = 10 omów.

Należy zauważyć, że prąd w połączeniu równoległym zgodnie z prawem Kirchhoffa dzieli się na dziesięć rezystorów. Dlatego moc każdego z nich będzie wymagana dziesięć razy niższa niż w przypadku pojedynczego rezystora.

Czytaj dalej w następnym artykule.