DC-kretsteori

Vad är DC?

I grundskolan lärde vi oss att allt är gjort av atomer. Detta är en produkt av tre partiklar: elektroner, protoner och neutroner. Som namnet antyder har Neutron ingen laddning medan protoner är positiva och elektroner är negativa.

I atomen förblir elektronprotoner och neutroner tillsammans i en stabil formation, men om elektronerna separeras från atomer genom någon extern process kommer de alltid att vilja bosätta sig i den tidigare positionen så det kommer att skapa attraktion mot protoner. Om vi ​​använder dessa fria elektroner och trycker in den i en ledare som bildar en krets, producerar den potentiella attraktionen potentialskillnaden.

Om elektronflödet inte ändrar sin väg och är i enriktade flöden eller rörelser inuti en krets kallas det likström eller likström. DC-spänning är den konstanta spänningskällan.

Vid likström kommer polariteten aldrig att vändas eller ändras med avseende på tid, medan strömflödet kan variera med tiden.

Som i verkligheten finns det inget perfekt tillstånd. I fallet med kretsen där fria elektroner flyter är det också sant. Dessa fria elektroner flyter inte självständigt, eftersom de ledande materialen inte är perfekta för att låta elektronerna flöda fritt. Det motsätter sig flödet av elektron genom en viss begränsningsregel. För denna fråga består varje elektronik / elektrisk krets av tre grundläggande individuella mängder som kallas VI R.

• Spänning (V)
• Ström (I)
• Och motstånd (R)

Dessa tre saker är de grundläggande grundmängderna som uppträder nästan i alla fall när vi ser eller beskriver något eller gör något som är relaterat till Elektrisk eller Elektronik. De är båda väl relaterade men de har betecknat tre separata saker i elektronik eller elektriska grundläggande.

Vad är nuvarande?

Som tidigare nämnts flyter fria separerade elektroner inuti kretsarna; detta flöde av elektroner (laddning) kallas ström. När en spänningskälla appliceras över en krets, flyter de negativa laddningspartiklarna kontinuerligt med en enhetlig hastighet. Denna ström mäts i ampere enligt SI-enhet och betecknas som I eller i. Enligt denna enhet är 1 Ampere den mängd el som transporteras på 1 sekund. Basenheten för laddning är coulomb.

1A är en laddning som laddas i en krets eller ledare på 1 sekund. Så formeln är

1A = 1 C / S

Där betecknas C som coulomb och S är andra.

I ett praktiskt scenario flödar elektronerna från den negativa källan till den positiva källan till strömförsörjningen, men för bättre kretsrelaterad förståelse antar konventionellt strömflöde att strömmen flödar från den positiva till den negativa terminalen.

I vissa kretsscheman ser vi ofta att få pilar med I eller i pekar på strömmen, vilket är det konventionella strömflödet. Vi ser användningen av ström på strömbrytaren på väggen som “Maximalt 10 ampere nominellt” eller i telefonladdaren “maximal laddström är 1 Ampere ” etc.

Ström används också som prefix med submultipel som kiloförstärkare (10 ³ V), milli-förstärkare (10 ^-3 A), mikroförstärkare (10 ^-6 A), nano-förstärkare (^10-9 A) etc.

Vad är spänning?

Spänning är potentialskillnaden mellan två punkter i en krets. Den meddelar den potentiella energi som lagras som elektrisk laddning i en elförsörjningspunkt. Vi kan beteckna eller mäta spänningsskillnaden mellan två punkter i kretsnoder, korsning etc.

Skillnaden mellan två punkter som kallas potentialskillnad eller spänningsfall.

Detta spänningsfall eller potentialskillnad mäts i volt med symbolen V eller v. Mer spänning anger mer kapacitet och mer håll på laddningen.

Som beskrivits tidigare kallas konstant spänningskälla som likspänning. Om spänningen ändras regelbundet med tiden är det en växelspänning eller växelström.

En volt är per definition energiförbrukningen på en joule per elektrisk laddning av en coulomb. Förhållandet är som beskrivet

V = Potentiell energi / laddning eller 1V = 1 J / C

Där betecknas J som Joule och C är coulomb.

Ett volt spänningsfall uppstår när en ström på 1 amp strömmar genom motstånd på 1 ohm.

1V = 1A / 1R

Där A är ampere och R är motstånd i ohm.

Spänningen som används även som ett prefix med sub-multipel som kilovolts (10 ³ V), milivolt (10 ^-3 V), mikrovolt (10 ^-6 V), nano-volts (10 ^-9 V) etc. spänningen är också betecknas som negativ spänning såväl som positiv spänning.

Växelspänning finns ofta i hemmabutiker. I Indien är det 220V växelström, i USA är det 110V växelström etc. Vi kan få likspänning genom att konvertera denna växelström till likström eller från batterier, solpaneler, olika nätaggregat samt telefonladdare. Vi kan också konvertera DC till AC med hjälp av växelriktare.

Det är mycket viktigt att komma ihåg att spänning kan existera utan ström eftersom det är spänningsskillnaden mellan två punkter eller potentialskillnad men strömmen kan inte flöda utan någon spänningsskillnad mellan två punkter.

Vad är motstånd?

Som i den här världen är ingenting idealiskt, varje material har viss specifikation för att motstå flödet av elektroner när det passerar från det. Motståndets kapacitet för ett material är dess motstånd som mäts i Ohm (Ω) eller Omega. Samma som ström och spänning, motståndet har också prefix för submultipel som Kilo-ohm (10 ³ Ω), mili-ohm (10 ^-3 Ω), mega-ohm (¹⁰⁶ Ω) etc. Motstånd kan inte mätas i negativ; det är bara ett positivt värde.

Motståndet meddelar om materialet från vilket strömmen passerar är en bra ledare betyder lågt motstånd eller en dålig ledare betyder högt motstånd. 1 Ω är ett mycket lågt motstånd jämfört med 1M Ω.

Så det finns material som har mycket låg motståndskraft och är en bra ledare för elen. Liksom koppar, guld, silver, aluminium etc. Å andra sidan finns det flera material som har mycket hög motståndskraft och därmed en dålig ledare av elektricitet som glas, trä, plast, och på grund av hög motståndskraft och dålig ledningskapacitet, de används främst för isoleringsändamål som en isolator.

Dessutom används speciella typer av material i stor utsträckning inom elektronik för dess speciella förmåga att leda elektricitet mellan dåliga och bra ledare. Det är halvledare, namnet antyder att det är naturen, halvledare. Transistorer, dioder, integrerade kretsar är tillverkade med halvledare. Germanium och kisel används ofta i halvledarmaterial i detta segment.

Som tidigare diskuterats kan motstånd inte vara negativt. Men motståndet har två specifika segment, det ena är i linjärt segment och det andra i ett icke-fodersegment. Vi kan tillämpa specifika gränsrelaterade matematiska beräkningar för att beräkna motståndskapaciteten för detta linjära motstånd, å andra sidan har icke-linjärt segmenterat motstånd inte korrekt definition eller samband mellan spänning och strömflöde mellan dessa motstånd.

Ohms Law and VI Relationship:

Georg Simon Ohm, aka Georg Ohm, är en tysk fysiker som hittade ett proportionellt förhållande mellan spänningsfall, motstånd och ström. Detta förhållande är känt som Ohms Law.

I hans konstaterande anges att strömmen som passerar genom en ledare är direkt proportionell mot spänningen över den. Om vi ​​omvandlar denna upptäckt till matematisk formation kommer vi att se det

Ström (Ampere) = Spänning / Motstånd I (Ampere) = V / R

Om vi ​​känner till något av de två värdena från dessa tre enheter kan vi hitta den tredje.

Från ovanstående formel hittar vi de tre enheterna och formeln kommer att vara: -

Spänning	V = I x R	Utgången blir Voltage in Volt (V)
Nuvarande	I = V / R	Utgången kommer att vara aktuell i ampere (A)
Motstånd	R = V / I	Utgången kommer att vara Motstånd i Ohm (Ω)

Låt oss se skillnaden mellan dessa tre med hjälp av en krets där belastning är motstånd och Am-meter används för att mäta ström och Volt-meter används för att mäta spänning.

I bilden ovan är en amperemätare ansluten i serie och ger strömmen till den resistiva belastningen, å andra sidan en voltmätare ansluten över källan för att mäta spänningen.

Det är viktigt att komma ihåg att en amperemätare måste vara 0 motstånd eftersom den ska ge 0 motstånd på strömmen som strömmar genom den, och för att detta ska hända är en idealisk 0 ohm amperemeter ansluten i serie, men eftersom spänning är potentialskillnaden av två noder är voltmätaren ansluten parallellt.

Om vi ​​ändrar strömmen för spänningskällan eller spänningen för spänningskällan eller belastningsmotståndet över källan linjärt och sedan mäter enheterna, kommer vi att producera nedan resultat:

I denna graf Om R = 1 kommer strömmen och spänningen att öka proportionellt. V = I x 1 eller V = I. så om motståndet är fixerat kommer spänningen att öka med strömmen eller vice versa.

Vad är kraft?

Kraft skapas eller förbrukas, i en elektronisk eller elektrisk krets används effektbetyget för att ge information om hur mycket ström kretsen förbrukar för att få en korrekt uteffekt av den.

Enligt naturens regel kan energi inte förstöras, men den kan överföras, som elektrisk energi omvandlad till mekanisk energi när el appliceras över en motor eller elektrisk energi omvandlas till värme när den appliceras på en värmare. Sålunda behöver en värmare energi, vilket är kraft, för att ge korrekt värmeavledning, att effekten är värmevärden vid maximal effekt.

Kraft betecknas med symbolen för W och den mäts i WATT.

Effekt är det multiplicerade värdet för spänning och ström. Så, P = V x I

Där P är effekt i watt, V är spänning och I är ampere eller strömflöde.

Det har också subprefix som Kilo-Watt (10 ³ W), mili-Watt (10 ^-3 W), mega-Watt (10 ⁶ W) etc.

Eftersom Ohms Law V = I x R och Power Law är P = V x I, så kan vi sätta värdet på V i power law med hjälp av V = I x R formel. Då kommer maktlagen att vara

P = I * R * I Eller P = I ² R

Genom att ordna samma sak kan vi hitta minst en sak när den andra inte är tillgänglig, formlerna ordnas i matrisen nedan:

Så varje segment består av tre formler. I något av fallen om motståndet blev 0 kommer strömmen att vara oändlig, det kallas kortslutningstillståndet. Om spänningen blev 0 så existerar inte strömmen och wattaget blir 0, om strömmen blev 0 är kretsen i öppet kretslopp där spänningen är närvarande men inte strömmen, vilket återigen kommer att vara watt, om watt är 0 då kommer ingen ström att förbrukas eller produceras av kretsarna.

Elektronflödeskoncept

Aktuella flöden efter laddningsattraktioner. I verkligheten, eftersom elektroner är negativa partiklar och de strömmar från negativ terminal till positiv terminal för strömkällan. Så i verkliga kretsar, elektronströmflöde från negativ terminal till positiv terminal, men i konventionellt strömflöde som vi beskrev tidigare antar vi att ström flyter från positiv till negativ terminal. I nästa bild kommer vi att förstå strömmen mycket enkelt.

Oavsett riktning har det ingen effekt på strömflödet inuti en krets, det är lättare att förstå det konventionella strömflödet från positivt till negativt. Enriktningsströmmen är likström eller likström och som alternerar sin riktning kallad växelström eller växelström.

Praktiska exempel

Låt oss se två exempel för att förstå sakerna bättre.

1. I den här kretsen är en 12V likströmskälla ansluten över en 2Ω belastning, beräkna strömförbrukningen för kretsen?

I denna krets är det totala motståndet belastningsmotstånd så att R = 2 och ingångsspänningen är 12V DC så att V = 12V. Strömmen i kretsarna kommer att vara

I = V / R I = 12/2 = 6 ampere

Eftersom Wattage (W) = Voltage (V) x Ampere (A) blir den totala watturen 12 x 6 = 72Watt.

Vi kan också beräkna värdet utan Ampere.

Wattal (W) = Effekt = Spänning ² / Resistans Ström = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 watt

Oavsett vilken formel som används kommer utmatningen att vara densamma.

2. I denna krets är den totala energiförbrukningen över belastningen 30 Watt, om vi ansluter 15V DC-matning, hur mycket ström krävs det?

I denna krets är det totala motståndet okänt. Ingångsspänningen är 15V DC så V = 15V DC och effekten som strömmar genom kretsarna är 30W, så P = 30W. Strömmen i kretsarna kommer att vara

I = P / VI = 30/15 2 ampere

Så, när vi slår på kretsarna vid 30W, behöver vi 15V DC-strömkälla som kan leverera 2 ampere likström eller mer eftersom kretsen kräver 2Amp-ström.