Svarīgi aprēķini elektronikā: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šajā pamācībā ir paredzēts uzskaitīt dažus svarīgus aprēķinus, kas elektronikas inženieriem/ražotājiem jāzina. Atklāti sakot, šajā kategorijā var ietilpt daudzas formulas. Tāpēc es esmu ierobežojis šo pamācību tikai ar pamata formulām.

Lielākajai daļai uzskaitīto formulu esmu pievienojis arī saiti uz tiešsaistes kalkulatoriem, kas var palīdzēt viegli veikt šos aprēķinus, kad tas kļūst apgrūtinoši un laikietilpīgi.

1. solis: akumulatora darbības laika kalkulators

Strādājot pie projektiem, izmantojot baterijas, ir svarīgi zināt, cik ilgi akumulators var darbināt jūsu ķēdi/ ierīci. Tas ir svarīgi, lai pagarinātu akumulatora darbības laiku un novērstu negaidītu projekta neveiksmi. Ar to ir saistītas divas svarīgas formulas.

Maksimālais akumulatora darbības laiks

Akumulatora darbības laiks = akumulatora jauda (mAh vai Ah) / slodzes strāva (mA vai A)

Likme, ar kādu slodze patērē strāvu no akumulatora

Izlādes ātrums C = slodzes strāva (mA vai A) / akumulatora ietilpība (mAh vai Ah)

Izlādes ātrums ir svarīgs parametrs, kas nosaka, cik lielu strāvu ķēde var droši izņemt no akumulatora. Tas parasti ir atzīmēts akumulatorā vai tiks norādīts tā datu lapā.

Piemērs:

Akumulatora ietilpība = 2000mAh, slodzes strāva = 500mA

Akumulatora darbības laiks = 2000mAh / 500mA = 4 stundas

Izlādes ātrums C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Šeit ir akumulatora darbības laika tiešsaistes kalkulators.

2. solis: lineārā regulatora jaudas izkliedēšana

Lineāros regulatorus izmanto, ja ķēdes vai ierīces barošanai nepieciešams fiksēts spriegums. Daži no populārajiem lineārajiem sprieguma regulatoriem ir 78xx sērijas (7805, 7809, 7812 un tā tālāk). Šie lineārie regulatori darbojas, samazinot ieejas spriegumu un izejā nodrošinot vienmērīgu izejas spriegumu. Jaudas izkliedēšana šajos lineārajos regulatoros bieži netiek ņemta vērā. Zināt izkliedēto jaudu ir diezgan svarīgi, lai dizaineri varētu izmantot radiatorus, lai kompensētu lielas jaudas izkliedi. To var aprēķināt, izmantojot zemāk esošo formulu

Jaudas izkliedi nosaka formula

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

Lai aprēķinātu izejas strāvu

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Piemērs:

Ieejas spriegums - 9V, izejas spriegums - 5V, strāvas izeja -1A Rezultāts

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 vati

Tiešsaistes kalkulators lineārā regulatora jaudas izkliedēšanai.

3. solis: sprieguma dalītāja kalkulators

Sprieguma dalītāji tiek izmantoti, lai ienākošos spriegumus sadalītu vēlamajos sprieguma līmeņos. Tas ir ļoti noderīgi, lai ķēdēs iegūtu atsauces spriegumus. Sprieguma dalītājs parasti tiek veidots, izmantojot vismaz divus rezistorus. Uzziniet vairāk par sprieguma dalītāju darbību. Formula, ko izmanto ar sprieguma dalītājiem, ir

Lai noteiktu izejas spriegumu Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Lai noteiktu R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

Lai noteiktu R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

Lai noteiktu ieejas spriegumu Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Piemērs:

Vin = 12 V, R1 = 200k, R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0,12 V

4. solis: RC laika kalkulators

RC shēmas tiek izmantotas, lai radītu laika aizkavēšanos daudzās ķēdēs. Tas ir saistīts ar rezistora darbību, kas ietekmē uzlādes strāvu, kas plūst uz kondensatoru. Jo lielāka pretestība un kapacitāte, jo vairāk laika nepieciešams kondensatora uzlādēšanai, un tas tiks parādīts kā kavēšanās. To var aprēķināt, izmantojot formulu.

Lai noteiktu laiku sekundēs

T = RC

Lai noteiktu R.

R = T / C

Lai noteiktu C.

C = T / R

Piemērs:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Izmēģiniet šo RC laika konstantes tiešsaistes kalkulatoru.

5. solis: LED rezistors

Gaismas diodes ir diezgan izplatītas elektroniskās shēmas. Arī gaismas diodes bieži tiks izmantotas ar strāvas ierobežošanas sērijas rezistoru, lai novērstu pārmērīgas strāvas plūsmas bojājumus. Šī ir formula, ko izmanto, lai aprēķinātu sērijas rezistora vērtību, ko izmanto ar LED

R = (Vs - Vf) / Ja

Piemērs

Ja izmantojat LED ar Vf = 2.5V, If = 30mA un ieejas spriegumu Vs = 5V. Tad būs rezistors

R = (5 - 2,5 V) / 30 mA

= 2,5 V / 30 mA

= 83 omi

6. darbība: stabils un monostabils multivibrators, izmantojot IC 555

555 IC ir daudzpusīga mikroshēma, kurai ir plašs pielietojumu klāsts. 555 var paveikt visu, sākot no kvadrātveida viļņu ģenerēšanas, modulācijas, laika aizkaves, ierīces aktivizēšanas. Astabils un monostabils ir divi parasti izmantotie režīmi, kad runa ir par 555.

Nestabils multivibrators - tas rada kvadrātveida viļņu impulsu kā izeju ar fiksētu frekvenci. Šo frekvenci nosaka ar to izmantotie rezistori un kondensatori.

Ar dotajām RA, RC un C vērtībām. Biežumu un darba ciklu var aprēķināt, izmantojot zemāk esošo formulu

Frekvence = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Darba cikls = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Izmantojot RA, RC un F vērtības, kapacitāti var aprēķināt, izmantojot zemāk esošo formulu

Kondensators = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Piemērs:

Pretestība RA = 10 kohm, pretestība RB = 15 kohm, kapacitāte C = 100 mikrofarades

Frekvence = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Darba cikls = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabils multivibrators

Šajā režīmā IC 555 noteiktu laiku radīs augstu signālu, kad sprūda ieeja būs zema. To izmanto, lai radītu laika aizkavēšanos.

Ar norādīto R un C mēs varam aprēķināt laika aizkavi, izmantojot zemāk esošo formulu

T = 1,1 x R x C

Lai noteiktu R.

R = T / (C x 1,1)

Lai noteiktu C.

C = T / (1,1 x R)

Piemērs:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C.

= 1,1 x 100k x10uF

= 0,11 sekundes

Šeit ir tiešsaistes kalkulators Astable multivibrator un Monostable multivibrator

7. solis: pretestība, spriegums, strāva un jauda (RVCP)

Mēs sāksim no pamatiem. Ja esat iepazinies ar elektroniku, jūs, iespējams, zinājāt, ka pretestība, spriegums, strāva un jauda ir savstarpēji saistīti. Mainot vienu no iepriekš minētajām, tiks mainītas citas vērtības. Šī aprēķina formula ir

Lai noteiktu spriegumu V = IR

Lai noteiktu strāvu I = V / R

Lai noteiktu pretestību R = V / I

Jaudas aprēķināšanai P = VI

Piemērs:

Apsvērsim tālāk norādītās vērtības

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1.6V

Tad spēks būs

P = V x I

= 1,6 x 32 x 10^-3

= 0,0512 vati

Šeit ir tiešsaistes omu likuma kalkulators, lai aprēķinātu pretestību, spriegumu, strāvu un jaudu.

Es atjaunināšu šo Instructable ar vairākām formulām.

Atstājiet savus komentārus un ieteikumus zemāk un palīdziet man pievienot papildu formulas šai instrukcijai.