Теорија једносмерног круга

Шта је ДЦ?

У основној школи смо научили да све чине атоми. Ово је производ три честице: електрона, протона и неутрона. Као што и само име говори, Неутрон нема никакво наелектрисање, док су протони позитивни, а електрони негативни.

У атому електрони протони и неутрони остају заједно у стабилној формацији, али ако се било којим спољним процесом електрони одвоје од атома, увек ће желети да се населе у претходном положају, што ће створити привлачност према протонима. Ако користимо ове слободне електроне и гурнемо их у проводник који чини коло, потенцијална привлачност ствара потенцијалну разлику.

Ако проток електрона не мења његов пут и налази се у једносмерним токовима или кретањима унутар кола, то се назива једносмерном или једносмерном струјом. Једносмерни напон је извор сталног напона.

У случају једносмерне струје, поларитет се никада неће обрнути или променити у односу на време, док проток струје може варирати с временом.

Као и у стварности, не постоји савршено стање. У случају кола у коме теку слободни електрони, то је такође тачно. Ти слободни електрони не теку независно, јер проводни материјали нису савршени да дозволе да електрони слободно теку. Она се супротставља протоку електрона одређеним правилом ограничења. За ово издање, сваки електронички / електрични круг састоји се од три основне појединачне величине које се називају ВИ Р.

• Напон (В)
• Струја (И)
• И отпор (Р)

Ове три ствари су основне основне величине које се појављују готово у свим случајевима када нешто видимо или опишемо или направимо нешто што је повезано са електричном или електроничком техником. Обоје су добро повезани, али су означили три одвојене ствари у основама електронике или електротехнике.

Шта је Цуррент?

Као што је претходно речено, слободни одвојени електрони теку унутар кола; овај ток електрона (наелектрисања) назива се Струја. Када се извор напона примени у кругу, честице негативног наелектрисања континуирано теку једнаком брзином. Ова струја се мери у амперима према СИ јединици и означава као И или и. Према овој јединици 1 Ампер је количина електричне енергије која се преноси у 1 секунди. Основна јединица наелектрисања је кулон.

1А је 1 кулон наелектрисања спроведеног у колу или проводнику за 1 секунду. Дакле, формула је

1А = 1 Ц / С

Где је Ц означено као кулон, а С друго место.

У практичном сценарију, електрони прелазе из негативног извора у позитивни извор напајања, али за боље разумевање струјног круга претпоставља се да струја тече из позитивног у негативни прикључак.

На неким дијаграмима кола често ћемо видети да је на неколико стрелица са И или и уперен ток струја, што је уобичајени ток струје. Видећемо употребу струје на зидној преклопној плочи као „Максимално 10 ампера “ или у пуњачу телефона „максимална струја пуњења је 1 ампер “ итд.

Струја се такође користи као префикс са субструкцијом као кило ампера (10 ³ В), мили ампера (10 ^-3 А), микро ампера (10 ^-6 А), нано ампера (10 ^-9 А) итд.

Шта је напон?

Напон је потенцијална разлика између две тачке кола. Обавештава потенцијалну енергију ускладиштену као електрични набој у месту за напајање електричном енергијом. Можемо означити или измерити разлику напона између било које две тачке у чворовима кола, споју итд.

Разлика између две тачке назива се разлика потенцијала или пад напона.

Овај пад напона или разлика потенцијала мере се у волтима са симболом В или в. Више напона означава већи капацитет и више задржавања на пуњењу.

Као што је претходно описано, извор константног напона назива се истосмерни напон. Ако се напон периодично мења с временом, то је наизменични напон или наизменична струја.

Један волт је по дефиницији потрошња енергије од једног џула по електричном наелектрисању једног кулона. Веза је онаква каква је описана

В = Потенцијална енергија / наелектрисање или 1В = 1 Ј / Ц

Где се Ј означава као Јоуле, а Ц је цоуломб.

Пад напона од једног волта се јавља када струја од 1 амп пролази кроз отпор од 1 охма.

1В = 1А / 1Р

Где је А ампер, а Р отпор у охму.

Напон се такође користи као префикс са подмножником као што су Киловолт (10 ³ В), миливолт (10 ^-3 В), микроволт (10 ^-6 В), нановолт (10 ^-9 В) итд. Напон је такође означена као негативни напон као и позитиван напон.

Наизменични напон се обично налази у кућним утичницама. У Индији је 220В наизменичног напона, у САД-у 110В наизменичног напона итд. Једносмерни напон можемо добити претварањем овог наизменичног у једносмерни ток или из батерија, соларних панела, различитих јединица за напајање као и телефонских пуњача. Такође можемо претворити истосмјерну струју у измјеничну помоћу претварача.

Веома је важно запамтити да напон може постојати без струје, јер је то разлика напона између две тачке или разлика потенцијала, али струја не може да тече без разлике напона између две тачке.

Шта је отпор?

Као и у овом свету, ништа није идеално, сваки материјал има одређене спецификације да се одупре протоку електрона када пролази из њега. Капацитет отпора материјала је његов отпор који се мери у Охм (Ω) или Омега. Исто као и струја и напон, отпор такође има префикс за подмножице попут кило-ома (10 ³ Ω), мили-ома (10 ^-3 Ω), мега-ома (10 ⁶ Ω) итд. Отпор се не може мерити у негативном; то је само позитивна вредност.

Отпор обавештава да ли је материјал из кога пролази струја добар проводник, значи ли мали отпор или лош проводник, велики отпор. 1 Ω је врло низак отпор у поређењу са 1М Ω.

Дакле, постоје материјали који имају врло мали отпор и добар су проводник електричне енергије. Као што су бакар, злато, сребро, алуминијум итд. С друге стране, постоји неколико материјала који имају врло високу отпорност, па је лош проводник електричне енергије као што су стакло, дрво, пластика, а због великог отпора и лоших способности проводљивости електричне енергије углавном се користе за изолацију као изолатор.

Такође, посебне врсте материјала се широко користе у електроници због својих посебних способности за вођење електричне енергије између лоших и добрих проводника. То су полупроводници, назив имплицира да је то природа, полупроводник. Транзистори, диоде, интегрисани кругови се израђују помоћу полупроводника. Германијум и силицијум су широко коришћени полупроводнички материјал у овом сегменту.

Као што је претходно речено, отпор не може бити негативан. Али отпор има два посебна сегмента, један је у линеарном, а други у нелинеарном сегменту. Можемо применити одређени математички прорачун везан за границу да бисмо израчунали капацитет отпора овог линеарног отпора, с друге стране, нелинеарни сегментирани отпор нема одговарајућу дефиницију нити везе између напона и протока струје између ових отпорника.

Охмско право и ВИ односи:

Георг Симон Охм звани Георг Охм је немачки физичар који је пронашао пропорционални однос између пада напона, отпора и струје. Ова веза је позната под називом Охмов закон.

У његовом налазу се наводи да је струја која пролази кроз водич директно пропорционална напону на њему. Ако ово откриће претворимо у математичку формацију, видећемо то

Струја (ампер) = напон / отпор И (ампер) = В / Р

Ако знамо било коју од две вредности из та три ентитета, можемо пронаћи трећу.

Из горње формуле пронаћи ћемо три ентитета, а формула ће бити: -

Напон	В = И к Р.	Излаз ће бити напон у волтима (В)
Тренутни	И = В / Р	Излаз ће бити тренутни у амперима (А)
Отпор	Р = В / И	Излаз ће бити отпор у Охм (Ω)

Да видимо разлику ове тројице помоћу кола у коме је оптерећење отпор, а Амметар се користи за мерење струје, а Волтметар за мерење напона.

На горњој слици, амперметар повезан у серију и даје струју резистентном оптерећењу, с друге стране мерач волта повезан преко извора за мерење напона.

Важно је запамтити да амперметар треба да буде 0 отпора јер треба да пружи 0 отпора на струји која кроз њега пролази, а да би се то догодило, идеално је повезан амперметар од 0 ома, али како је напон потенцијална разлика од два чвора волтметар је паралелно повезан.

Ако променимо струје извора напона или напон извора напона или отпорност на оптерећења преко извора линеарно, а затим мерење јединице, ми ћемо производити испод тога:

На овом графикону Ако је Р = 1, тада ће се струја и напон пропорционално повећавати. В = И к 1 или В = И. па ако је отпор фиксиран, напон ће се повећавати са струјом или обрнуто.

Шта је Моћ?

Напајање се ствара или троши, у електроничком или електричном кругу, оцена снаге се користи за пружање информација о томе колико енергије струјни круг троши да би га правилно произвео.

По правилу природе, енергија се не може уништити, али се може пренети, попут електричне енергије претворене у механичку енергију када се електрична енергија примењује на мотор или електрична енергија која се претвара у топлоту када се примењује на грејач. Дакле, грејачу је потребна енергија, која је снага, да би обезбедила правилно одвођење топлоте, та снага је називна снага грејача при максималном излазу.

Снага је означена симболом В и мери се у ВАТТ.

Снага је помножена вредност напона и струје. Тако, П = В к И

Где, н је моћ у ват, в је напон и ја је ампера или тренутни проток.

Такође има подпрефикс попут кило-вата (10 ³ В), мили-вата (10 ^-3 В), мега-вата (10 ⁶ В) итд.

Како је Омов закон В = И к Р, а закон степена П = В к И, тако можемо да ставимо вредност В у закон степена користећи формулу В = И к Р. Тада ће бити закон о моћи

П = И * Р * И Или П = И ² Р.

Уређивањем исте ствари можемо пронаћи најмање једну ствар када друга није доступна, формуле су преуређене у доњу матрицу:

Дакле, сваки сегмент се састоји од три формуле. У било којем од случајева ако је отпор постао 0, тада ће струја бити бесконачна, то се назива услов кратког споја. Ако је напон постао 0, онда струја не постоји и снага ће бити 0, ако је струја постала 0, круг је у стању отвореног круга у којем је присутан напон, али не и струја, па ће опет снага бити 0, ако је снага 0 тада струјна кола неће трошити нити производити електричну енергију.

Концепт протока електрона

Струја тече атракцијама наелектрисања. У стварности, пошто су електрони негативне честице и они прелазе са негативног на позитивни терминал извора напајања. Дакле, у стварном кругу, струја електрона тече од негативног терминала до позитивног терминала, али у конвенционалном протоку струје, као што смо раније описали, претпостављамо да струја тече од позитивног ка негативном терминалу. На следећој слици ћемо врло лако разумети проток струје.

Без обзира у ком је смеру, то не утиче на струјни ток унутар кола, лакше је разумети конвенционални проток струје од позитивног до негативног. Проток једносмерне струје је једносмерна или једносмерна струја, а смењује се у њеном смеру који се назива наизменична или наизменична.

Практични примери

Погледајмо два примера да бисмо ствари боље разумели.

1. У овом колу је извор напона од 12В једносмерне струје повезан преко оптерећења од 2Ω, израчунајте потрошњу енергије круга?

У овом колу је укупни отпор отпор оптерећења, па је Р = 2, а улазни напон је 12В једносмерне струје, тако да је В = 12В. Проток струје у струјним круговима биће

И = В / Р И = 12/2 = 6 ампера

Како је снага (В) = напон (В) к ампер (А), укупна снага ће бити 12 к 6 = 72В.

Вредност такође можемо израчунати без Ампера.

Снага (в) = Снага = Напон ² / Отпор Снага = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 вати

Без обзира на формулу која се користи, излаз ће бити исти.

2. У овом кругу укупна потрошња електричне енергије у оптерећењу је 30 В, ако повежемо напајање од 15 В једносмерне струје, колика је струја потребна?

У овом кругу укупан отпор је непознат. Улазни напон напајања је 15В једносмерне струје, тако да је В = 15В једносмерне струје и снага која струји кроз склоп износи 30В, дакле, П = 30В. Проток струје у струјним круговима биће

И = П / ВИ = 30/15 2 ампера

Дакле, за напајање кола на 30В потребан нам је извор напајања од 15В једносмерне струје који је у стању да испоручи струју једносмерне струје од 2 Ампера или више јер струјна кола захтевају струју од 2А.