Ez az útmutató gyakorlati módon az elölről tanítja az elektronikát. Ehhez először egy végrehajtandó elektronikus projektet választunk. Ebben az esetben 9 voltos egyenáramú tápegységről van szó. Itt van az az elektronikus séma, amelyre szükségünk lesz:

tápegység

Transzformátor

A sémát balról jobbra kezdjük (mint amikor olvastuk). Ezért azt látjuk, hogy szükségünk lesz egy 9 V-os transzformátorra.

Újonc: Miért?

Újonc: Magyarázza el, hogy még egy kicsit.

Lehet, hogy kíváncsi vagy, kik ezek. Elfelejtettem mondani neked. Ők újonc és újonc, azok, akik fel merik tenni az általad ostobának tartott kérdéseket.

Mint mondtuk, 9V DC tápegységet tervezünk. Ezért arra van szükségünk, hogy a 230 V-ot 9 V-ra alakítsuk át.

Transzformátor

Újonc: Tehát betettük a transzformátort és elkészült a projekt? Milyen könnyű!

Újonc: Szerintem ez nem ilyen egyszerű. Hadd magyarázza tovább.

Köszi, újonc. Az elektronikus áramkör még csak most kezdődött, de a projekt egyik legfontosabb összetevője már megvan. A transzformátor lehetővé teszi a feszültség csökkentését (és itt egy kis matematikát és képleteket kell adnunk), és a transzformátor fordulatszám-aránya meghatározza a csökkentett feszültség mennyiségét a következő képlet segítségével:

Transzformátor transzformációs arány képlete Transzformátor szekunder feszültség képlete

Tudva, hogy Npri a transzformátor Elsődleges és Nsec, a transzformátor Másodlagos fordulatainak száma, kiszámíthatjuk az átalakítási arányt. A Vpri az elsődleges feszültsége, egy 230 V-os csatlakozó és a Vsec (a másodlagos feszültség) feszültsége attól függ, hogy mit akarunk csökkenteni a feszültségen. Esetünkben 9 volt.

Tudnunk kell, hogy a transzformátor 9 voltos hatásos 9 volt.

A csúcsfeszültség képlete

Újonc: Milyen furcsa név, azt hittem, vannak olyan feszültségek, mint az elemeké, és ennyi.

Nem pontosan, a transzformátor 9 V-ja 9 V váltakozó áramú, amely folyamatosan egyenértékű 12,7 V csúccsal.

Újonc: Aktuális mit?

Talán ezt a lépést kihagytam. Tudnunk kell, hogy kétféle áram létezik:

  • Váltakozó
  • Folytasd
Váltakozó feszültség grafikonja A közvetlen feszültség grafikonja

Amint a grafikonokból látható, az egyenáram egyenes vonal, nem olyan, mint a váltakozó áram, ami hullám. Az áramellátásunk a 230 V-os hálózathoz csatlakozik, amely váltakozik, ezért ezt a 230 V-os váltakozó áramot 9 V-os egyenárammá kell alakítanunk.

Újonc: De most már tudjuk, hogy nem 9V DC, hanem 12,7V.

Pontosan, köszönöm, újonc. Itt van egy videó, amely bemutatja azt a lemezt, amelyet gyártani fogunk.

Most ez a transzformátor következő lépése. Helyesbítés.

Helyesbítés

Újonc: Kezd fájni a fejem, olyan sok kitalált szó. Nagyon bonyolultnak tűnik ...

Újonc: Gyerünk, ne csüggedj ilyen hamar. Hogyan juthatunk hozzá?

Jó kérdés, újonc. Közepes hullámú egyenirányítóval nem tudjuk az áramot teljesen folytonossá tenni, amint az a következő képeken látható:

Félhullámú egyenirányító áramkör Félhullámú egyenirányító hullám

Ezért egy teljes hullámot választottunk:

Teljes hullámú egyenirányító áramkör Teljes hullámú egyenirányító hullám

Újonc: Mik a nyilak a rajzon?

Újonc: Nem nyilak. Diódák.

Pontosan egyenirányító diódákról van szó. Attól függően, hogy hídban vagy egyben vannak-e, teljes vagy félhullámú egyenirányítónk lesz. Projektünkhöz 4 áthidalott diódát (ún. Egyenirányító diódát) fogunk használni.

Újonc: Mit csinál pontosan a dióda?

Újonc: Magyarázd el ezt nekünk, mert ott már kicsit eltévedek.

A dióda csak egy irányban engedi az áramot áramolni.

Újonc: Láttad, milyen nyilak, Novata?

Bizonyos értelemben igazad volt, Rookie. Mivel arra az irányra mutatnak, ahol engedik az áramot áramolni.

Újonc: Ok, de hogyan tudjuk rávenni, hogy ezt az áramot kövesse?

Újonc: Folyamatos, azt mondják egyenáram.

Visszatérünk a váltakozó és egyenáram grafikonjaira.

Egy váltakozó áramú jelet szeretnénk kijavítani, hogy mindig pozitív és ezért egyenáramú legyen, de ha észreveszi, akkor az egyenáramú hullámok általában sík hullámok, így:

DC feszültség grafikon

A javítás típusát figyelembe véve félhullámúak lehetnek, ha a jelenlegi félciklusok közül csak az egyiket használják:

Félhullám működése

Vagy teljes hullám, ahol, amint látható, a négy dióda egy meghatározott elrendezésben, áthidalva, úgynevezett egyenirányító konfigurációnak és mindkét fél ciklusnak:

Teljes hullám működése

Az egyenirányító híd diódáival a következő hullámot kapjuk:

Teljes hullám

Újonc: Természetesen a hullámunk egyáltalán nem sík.

Ezért kell a lehető legsimábbá tenni, hogy valóban egyenáramú legyen, és hasonlítson a legtöbb használathoz. Ehhez szűrni fogjuk a hullámot egy kondenzátoron és egy ellenálláson keresztül (RC szűrő).

Újonc: Szűrő? Mint az otthoniak?

Újonc: Nooo ... jó neked, újonc ...

Szűrő

Amit a szűrővel el akarunk érni, az a következő:

Rektifikált és szűrt hullámok

Újonc: Még mindig nem tudok semmit

Először nézzük meg külön az áramkört:

RC szűrő áramkör

Figyelje meg, hogy a kondenzátor párhuzamos az RL kimenettel.

Újonc: Miért párhuzamosan és nem sorozatban?

Újonc: Tudjuk, hogy egy soros kondenzátor nem engedi át az egyenáramot. Azonban váltakozva, ha átengeded.

Jól megfigyelhető. Van egy kondenzátorunk párhuzamosan egy ellenállással, amelyet váltakozó áram táplál (vegye figyelembe a rajzon a hullámok alakját). Magyarázzuk el, mi történik ebben az áramkörben:

RC szűrő működése

A kezdeti pillanatban a kondenzátor lemerül, és a tápfeszültség feltölti. Egy idő után a kondenzátor teljesen feltöltődik.

Újonc: Mi történik most?

Újonc: Ne zavarja annyira, és hagyja, hogy gyakran elmagyarázza ...

Most a kondenzátor elkezd lemerülni az ellenálláson keresztül:

Kondenzátor kisülése

Újonc: És ez az? Még nem értem mire való ...

Újonc: Hadd fejezze be ...

Szinte amint a kondenzátor elkezd lemerülni, a váltakozó áram ismét feltölti a kondenzátort, ezért soha nem merül ki teljesen:

A kondenzátor újratöltődik

Ezt a kondenzátor töltésének és kisütésének képletével számíthatjuk ki:

Kondenzátor kisütésének képlete

Újonc: És milyen funkciót tölt be az ellenállás?

Az ellenálláson a feszültség, párhuzamosan a kondenzátorral, azonos lesz a kondenzátorral. A kimeneti feszültség hullámformája megegyezik a következő ábrán láthatóval, vagyis egy egyenirányított hullám:

Göndör grafikon

Ezt a töltést és kisülést, amely a kondenzátor feszültségének változása, Ripple-nek nevezzük, és a következő képlettel számíthatjuk ki:

Göndör

A Vp az, amit korábban kiszámoltunk, és így 12,7 volt eredményt kaptunk.

A kondenzátor töltése és kisütése során az ellenállással párhuzamosan a kimeneti jel megegyezik a kondenzátoréval. Folyamatosan fog rakodni és kirakni. Ez a ciklus folyamatosan ismétlődik. Ha megnézi, a kijárati jel mindig magas lesz.

Újonc: Tehát befejeztük az áramellátást?

Egyáltalán nem, újonc. Itt lenne az ideje a kijavított rész elektronikus táblájának megtervezése.

Újonc: Mi kell hozzá?

Újonc: Nos, az elektronikus alkatrészek, amelyekről nekünk mesélt, igaz?

Pontosan. Anyaglistánk:

Szia

Anyag
9 voltos transzformátor
4 1N4007 egyenirányító dióda
1 470Ω ellenállás
1 Ellenállás 1 KΩ
1 10 KΩ ellenállás
1 10 µF kondenzátor
1 220 µF kondenzátor
Fenyők
Perforált lemez

Újonc: Buaah, most meg fogom vásárolni őket ...

Újonc: Várjon egy percet, Newbie, miért 3 ellenállás és 2 kondenzátor? És miért ezek az értékek, és nem mások?

Sok kérdés, jól sikerült újonc. Az ellenállások értékével kezdjük. Az első 470 Ω a legfontosabb. A minimális ellenállást kiszámítjuk az elvezetett teljesítmény képletével:

Teljesítmény = Feszültség x intenzitás

Esetünkben 1/2 wattos ellenállásokat használunk, ezért:

1/2 = 12,7 volt x intenzitás

Tisztítjuk az intenzitást, maradva:

Intenzitás = 0,5/12,7 = 0,039 Amper, amelyek 39 mA. Ez az a maximális érték, amelyet ellenállásunk égés nélkül kibír.

Újonc: Tehát még mindig nem értem, miért 470 Ω-osok ...

Újonc: Azt hiszem, tudom, hogy merre tart, most Ohm törvényét alkalmazzuk az ellenállás kiszámításához?

Így van, újonc. Kiszámoljuk a minimális ellenállást, amelyet meg kell tennünk, hogy ne égjen el minket:

Újonc: De ez nem a 470Ω

Újonc: Azért van, mert ha 325Ω-ot teszünk, akkor az megéget minket?

Pontosan ez, igen, jól átgondolt, Rookie.

Újonc: Wow meglepődtem.

Újonc: Azt hiszem, ezt elkapom.

A működő ellenállási értéket annak kell kitennie, hogy annak 50% -át kitartja.

Újonc: De 470 Ω-osot használunk, most megint elvesztettem magam ...

Tudnunk kell, hogy amikor ellenállást vásárolnak, nincs meg az általunk kiszámított pontos érték.

Újonc: Vannak szabványosított értékek.

Ez az. Vannak standard értékek az ellenállásokra. Esetünkben 470 Ω-ot választunk. A többi ellenállás nagyobb értékű, hogy lássa, hogyan viselkedik az áramkör alacsonyabb áramok alatt.

Újonc: És a kondenzátorok értéke?

Ezek az értékek kiszámíthatók, de azt tettük, hogy alacsony kapacitású kondenzátort (10 µF) választottunk nagy kapacitású (220 µF) helyett. Tehát a kis kapacitású egység hamarabb töltődik be, mint ha a 220 µF-et tennénk.

Újonc: Tehát mehetek vásárolni az anyagokat?

Nos, az áramkör felépítése, amely így fog kinézni:

Egyenirányító áramköri lap

A következő bejegyzésben az utószűrési számításokról beszélünk, és befejeztük a tápegység számításait, és továbbléphetünk a tervezésére.