Com configurar resistors, condensadors i transistors en circuits electrònics

En aquest post intentem avaluar com configurar o connectar components electrònics com ara resistències, condensadors amb circuits electrònics mitjançant un càlcul correcte

Llegiu amablement la meva publicació anterior sobre què és el voltatge i el corrent , per comprendre els fets electrònics bàsics explicats a continuació amb més eficàcia.

Què és una resistència

- És un component electrònic que s’utilitza per resistir el flux d’electrons o el corrent. S’utilitza per protegir els components electrònics restringint el flux de corrent quan augmenta la tensió. Els LED requereixen resistències en sèrie per la mateixa raó perquè puguin funcionar a tensions superiors a les especificades. Altres components actius com transistors, mosfets, triacs, SCR també incorporen resistències per les mateixes raons.

Què és un condensador

És un component electrònic que emmagatzema una certa quantitat de càrrega elèctrica o simplement la tensió / corrent aplicada, quan els seus cables estan connectats a través dels punts d’alimentació corresponents. La 'microfarada' decideix la quantitat de corrent que pot emmagatzemar i la tensió defineix la quantitat màxima de tensió que es pot aplicar a través d'ella o emmagatzemar-s'hi. La tensió nominal és crítica, si supera la marca, el condensador simplement explotarà.

La capacitat d’emmagatzematge d’aquests components significa que l’energia emmagatzemada es fa útil, per tant, s’utilitzen com a filtres on s’utilitza la tensió emmagatzemada per omplir els espais en blanc o les depressions de tensió de l’alimentació de la font, omplint o suavitzant les cunetes de la línia.

L’energia emmagatzemada també es fa aplicable quan s’allibera lentament a través d’un component restrictiu com una resistència. Aquí, el temps consumit pel condensador per carregar-se completament o descarregar-se completament es converteix en ideal per a aplicacions de temporitzador, on el valor del condensador decideix el rang de temps de la unitat. Per tant, s’utilitzen en temporitzadors, oscil·ladors, etc.

Una altra característica és que, un cop un condensador està completament carregat, es nega a passar més corrent / tensió i atura el flux del corrent a través dels seus cables, és a dir, el corrent aplicat passa pels seus cables només durant el procés de càrrega i es bloqueja una vegada que es carrega. procés finalitzat.

Aquesta característica s’utilitza per permetre el canvi momentani d’un component actiu concret. Per exemple, si s'aplica una tensió de desencadenament a la base d'un transistor mitjançant un condensador, s'activaria només durant un determinat fragment de temps, fins que el condensador es carregui completament, després del qual el transistor deixa de conduir-se. El mateix es pot veure amb un LED quan s’alimenta a través d’un condensador que s’il·lumina durant una fracció de segon i després s’apaga.

Què és un transistor

És un component semiconductor que té tres derivacions o potes. Les potes es poden connectar de manera que una pota es converteixi en una sortida comuna de les tensions aplicades a les altres dues potes. La pota comuna s’anomena emissor, mentre que les altres dues potes s’anomenen base i col·lector. La base rep el disparador de commutació en referència a l'emissor i això permet una tensió i un corrent relativament enormes per passar del col·lector a l'emissor.

Aquesta disposició fa que funcioni com un interruptor. Per tant, qualsevol càrrega connectada al col·lector es pot activar o apagar amb un potencial relativament petit a la base del dispositiu.

Les tensions aplicades a la base i al col·lector arriben finalment a la destinació comuna a través de l'emissor. L'emissor està connectat a terra per al tipus NPN i a positiu per als tipus de transistor PNP. NPN i PNP són complementaris entre si i funcionen exactament de la mateixa manera, però utilitzant les direccions o polaritats oposades amb voltatges i corrents.

Què és un díode:

Consulteu Aquest article per obtenir la informació completa.

Què és un SCR:

Es pot comparar bastant amb un transistor i també s’utilitza com a commutador en circuits electrònics. Els tres cables o potes s’especifiquen com la porta, l’ànode i el càtode. El càtode és el terminal comú que es converteix en el camí de recepció de les tensions aplicades a la porta i l'ànode del dispositiu. La porta és el punt d'activació que commuta la potència connectada a l'ànode a través de la cama comuna del càtode.

No obstant això, a diferència dels transistors, la porta d'un SCR requereix una major quantitat de tensió i corrent i, a més, el dispositiu es pot utilitzar per canviar exclusivament de corrent altern a través del seu ànode i càtode. Per tant, es fa útil per canviar càrregues de CA en resposta als activadors rebuts a la seva porta, però la porta necessitarà purament un potencial de CC per implementar les operacions.

Implementació dels components anteriors en un circuit pràctic:

Com configurar resistors, condensadors i transistors en circuits electrònics ......?

L’ús i la implementació de peces electròniques pràcticament en circuits electrònics és l’últim que qualsevol aficionat electrònic pretén aprendre i dominar. Tot i que és més fàcil dir-ho que fer-ho, el següent parell d’exemples us ajudarà a entendre com es poden configurar resistors, condensadors i transistors per construir un circuit d’aplicació concret:

Com que el tema pot ser massa gran i pot omplir volums, parlarem només d’un circuit únic que consti de transistor, condensador, resistències i LED.

Bàsicament, un component actiu ocupa l’escenari central en un circuit electrònic, mentre que els components passius fan el paper de suport.

Diguem que volem fer un circuit de sensor de pluja. Atès que el transistor és el principal component actiu, ha de prendre el protagonisme. Per tant, el situem al centre de l’esquema.

Els tres cables dels transistors estan oberts i necessiten la configuració necessària a través de les parts passives.

Com s'ha explicat anteriorment, l'emissor és la sortida comuna. Com que estem utilitzant un tipus de transistor NPN, l’emissor ha d’anar a terra, de manera que el connectem a terra o al rail d’alimentació negatiu del circuit.

La base és l'entrada principal de detecció o de desencadenament, de manera que aquesta entrada ha d'estar connectada a l'element del sensor. L’element sensor aquí és un parell de terminals metàl·lics.

Un dels terminals està connectat a l’alimentació positiva i l’altre ha de connectar-se a la base del transistor.

El sensor s’utilitza per detectar la presència d’aigua de pluja. En el moment que comença la pluja, les gotes d’aigua passen de pont per les dues terminals. Com que l'aigua té una resistència baixa, comença a filtrar el voltatge positiu a través dels seus terminals, a la base del transistor.

Aquesta tensió de fuita alimenta la base del transistor i, al curs, arriba a terra a través de l'emissor. En el moment que això passa, segons la propietat del dispositiu, obre les portes entre el col·lector i l'emissor.

Vol dir que ara si connectem una font de tensió positiva al col·lector, es connectarà immediatament a terra mitjançant el seu emissor.

Per tant, connectem el col·lector del transistor al positiu, però ho fem mitjançant la càrrega perquè la càrrega funcioni amb la commutació, i això és exactament el que busquem.

Simulant l’operació anterior ràpidament, veiem que el subministrament positiu fuita pels terminals metàl·lics del sensor, toca la base i continua el seu curs fins arribar finalment a terra completant el circuit base, però aquesta operació arrenca instantàniament la tensió del col·lector cap a terra. mitjançant l’emissor, activant la càrrega que és un brunzidor aquí. Sona el brunzidor.

Aquesta configuració és la configuració bàsica, però necessita moltes correccions i també es pot modificar de moltes maneres diferents.

Observant l’esquema, trobem que el circuit no inclou una resistència base perquè l’aigua actua com a resistència, però, què passa si els terminals del sensor s’escurcen accidentalment, tot el corrent s’abocaria a la base del transistor fregint-lo? instantàniament.

Per tant, per raons de seguretat, afegim una resistència a la base del transistor. No obstant això, el valor de la resistència base decideix la quantitat de corrent de desencadenament que pot entrar a través dels pins de la base / emissor i, per tant, afecta al corrent del col·lector. Per contra, la resistència base ha de ser tal que permeti arrossegar prou corrent del col·lector a l'emissor, cosa que permet un canvi perfecte de la càrrega del col·lector.

Per fer càlculs més fàcils, com a regla general, podem suposar que el valor de la resistència base és 40 vegades més que la resistència de càrrega del col·lector.

Així, doncs, al nostre circuit, suposant que la càrrega del col·lector és un brunzidor, mesurem la resistència del brunzidor que equival a 10K. 40 vegades 10 K significa que la resistència de la base ha d’estar al voltant de 400 K, però trobem que la resistència a l’aigua és d’uns 50 K, de manera que, deduint aquest valor de 400 K, obtenim 350 K, aquest és el valor de la resistència base que hem de seleccionar.

Ara suposem que volem connectar un LED a aquest circuit en lloc d'un zumbador. No podem connectar el LED directament al col·lector del transistor perquè els LED també són vulnerables i requeriran una resistència de limitació de corrent si la tensió de funcionament és superior a la seva tensió directa especificada.

Per tant, connectem un LED en sèrie amb una resistència de 1K a través del col·lector i positiu del circuit anterior, substituint el brunzidor.

Ara la resistència en sèrie amb el LED es pot considerar com la resistència de càrrega del col·lector.

Per tant, ara la resistència de la base ha de ser 40 vegades aquest valor, que equival a 40 K, però la resistència de l’aigua en si és de 150 K, vol dir que la resistència de la base ja és massa alta, és a dir, quan l’aigua de pluja fa de pont al sensor, el transistor no podrà enceneu el LED amb força, més aviat l’il·luminarà molt poc.

Llavors, com podem resoldre aquest problema?

Hem de fer el transistor més sensible, de manera que connectem un altre transistor per ajudar a l’existent en una configuració de Darlington. Amb aquesta disposició, el parell de transistors es torna altament sensible, almenys 25 vegades més sensible que el circuit anterior.

25 vegades més sensibilitat significa que podem seleccionar una resistència de base que pot ser de 25 + 40 = 65 a 75 vegades la resistència del col·lector obtenim el rang màxim d’aproximadament 75 a 10 = 750 K, de manera que es pot prendre com el valor total de la base resistència.

Deduint la resistència a l’aigua de 150K de 750K obtenim 600K, de manera que aquest és el valor de la resistència base que podem triar per a la configuració actual. Recordeu que la resistència del cas pot tenir qualsevol valor sempre que compleixi dues condicions: no escalfa el transistor i contribueix a canviar la càrrega del col·lector de manera satisfactòria. Això és.

Ara suposem que afegim un condensador a la base del transistor i el terra. El condensador, tal com s’ha explicat anteriorment, emmagatzemarà una mica de corrent quan comença la pluja a través de les fuites a través dels terminals del sensor.

Ara, després que s’aturi la pluja i es desconnecti la fuga del pont del sensor, el transistor continua conduint fent sonar el brunzidor ... com? El voltatge emmagatzemat a l’interior del condensador ara alimenta la base del transistor i el manté encès fins que s’hagi descarregat per sota del voltatge de commutació de la base. Això mostra com pot servir un condensador en un circuit electrònic.