[ Pobierz całość w formacie PDF ]
37
A3
Ośla łączka
Wyprawa trzecia − A3
Regulator temperatury, Tester refleksu,
Bateria słoneczna, Krzesło elektryczne,
Laserowe zdalne sterowanie, Elektroniczna
klepsydra, Generator wysokiego napięcia,
Laserowa bariera optyczna dalekiego zasięgu
kondensatory
rezystory
tranzystory NPN
diody krzemowe
„zwykłe“ i Schottky`ego
tranzystory PNP
brzęczyk
piezo
fotodiody
przyciski
termistor
tyrystor
miniaturowy
potencjometr
z gałką
przekażnik
cewka 100 mH
dwukolorowa
dioda LED
diody LED
Gdy pierwszy raz w życiu stajesz na nartach, nie odbywa
się to na szczycie Kasprowego. Szukasz jakiegoś łagodne−
go, mało stromego stoku, jednym słowem − oślej łączki.
Dopiero gdy na takiej oślej łączce nauczysz się podstaw,
będziesz w stanie bezpiecznie zjechać z Kasprowego.
Niniejszy cykl jest odpowiednikiem wypraw na taką
oślą łączkę. Poszczególne wyprawy pozwalają poznać ko−
lejne najważniejsze zagadnienia elektroniki. Kurs został
pomyślany, by przede wszystkim bawić, a przy okazji
uczyć. Zabawa polega na wykonywaniu różnych poży−
tecznych i ciekawych układów.
Wniniejszym cyklu wszelkie interpretacje fizyczne są
mocno uproszczone (o ile w ogóle są), a główna uwaga
jest skierowane na zagadnienia praktyczne. Uwydatnia to
charakterystyczna struktura kursu − każdy odcinek zawie−
ra cztery bloki, wyróżnione kolorami.
Najważniejszy blok to umieszczone na białym tle
ćwi−
czenia praktyczne
. Podane tu informacje całkowicie wy−
starczą do zbudowania i uruchomienia opisanych ukła−
dów. Nie lekceważ tych ćwiczeń! Samo przeczytanie te−
kstu nie dostarczy Ci wszystkich najważniejszych infor−
macji. Dopiero praktyczne wykonanie izbadanie zapropo−
nowanych układów pozwoli wyciągnąć wnioski i w pełni
zrozumieć opisane zagadnienia.
Wyróżniony niebieskim kolorem
ELEMENTarz
przybliża użyte w ćwiczeniach elementy oraz zawiera in−
ne niezbędne wiadomości.
Warto poświęcić trochę czasu i starannie przeanalizo−
wać zamieszczone na żółtym tle
TECHNIKALIA
− czyli
najważniejsze wyjaśnienia techniczne.
Biblioteczka
praktyka
− czwarty blok, wyróżniony jest kolorem różo−
wym, jest przeznaczony dla osób, które chcą projektować
własne układy. Wtej części prezentowane są podstawowe
wiadomości niezbędne młodemu konstruktorowi.
Niniejszy materiał jest trzecią wyprawą na oślą łącz−
kę. Aby bezboleśnie rozpocząć swą przygodę z elektroni−
ką, warto zacząć od lekcji pierwszej, oznaczonej A1. Po−
dane są tam podstawowe informacje, w tym dotyczące
montażu oraz kodu kolorowego, stosowanego do oznacza−
nia rezystorów. Kolejne odcinki publikowane są w Elek−
tronice dla Wszystkich, począwszy od numeru 10/2000.
Archiwalne numery Elektroniki dla Wszystkich oraz
zestawy wszystkich elementów oraz materiałów niezbęd−
nych do przeprowadzenia ćwiczeń dostarczane są przez
firmę AVT − szczegóły podano w ramce na końcu artyku−
łu oraz na stronie 120 tego numeru.
W czasie trzeciej wyprawy wykonasz kolejne wspa−
niałe i pożyteczne układy. Znasz już podstawowe prawa
elektroniki, a lutowanie nie jest Ci obce. Przyszła pora na
zapoznanie się z cyfrowym miernikiem uniwersalnym −
multimetrem. Zamiast niego możesz wykorzystywać uni−
wersalny miernik wskazówkowy. Jeśli nie masz żadnego
miernika, nie rozpaczaj − opisywane układy uruchomisz
bez pomocy jakiegokolwiek miernika.
Do wszystkich ćwi−
czeń potrzebny będzie zasilacz stabilizowany 12V i prą−
dzie co najmniej 150mA.
Nie polecam baterii 9−woltowej,
choć może zasilać niektóre układy. Zaczynajmy więc!
Prąd elektryczny przepływający przez ciało czło−
wieka nie jest obojętny dla zdrowia. Czym więk−
sze napięcie, tym większy prąd i większy wpływ
na organizm.
Napięcia nie przekraczające 24V uznaje się za
bezwzględnie bezpieczne.
Napięcia rzędu 60V i więcej uznawane są za nie−
bezpieczne. Napięcie w domowym gniazdku sie−
ci energetycznej wynosi 220...230V – jest to
więc napięcie groźne dla życia!
Przeprowadzanie prób z układa−
mi dołączonymi wprost do sieci
grozi śmiercią!
Aby zapobiec nieszczęściu, należy zasilać budo−
wane układy z baterii albo z użyciem fabryczne−
go, atestowanego zasilacza, który co prawda
jest dołączany do sieci, ale zastosowane rozwią−
zania zapewniają galwaniczną izolację od sieci
i pełne bezpieczeństwo.
Piotr Górecki
Elektronika dla Wszystkich
37
Ośla łączka
A3 38
Potencjometr,
rezystor zmienny
Mówiąc najprościej, po−
tencjometr to zmienny re−
zystor. Wystarczy naryso−
wać miękkim ołówkiem na
kartce grubą kreskę. Cien−
ka warstwa grafitu (odmia−
na węgla) przewodzi prąd.
Przesuwając sondy mierni−
ka wzdłuż węglowej ścieżki można zmieniać
rezystancję. Dokładnie tak działają potencjo−
metry węglowe (w których ścieżka przewo−
dząca jest zbudowana z grafitu).
Dawniej kilka potencjometrów (węglo−
wych) można było znaleźć w każdym radio−
odbiorniku i telewizorze, gdzie służyły mie−
dzy innymi do regulacji siły głosu. Dziś jest
ich tam coraz mniej, bo są wypierane przez
elektroniczne systemy regulacji. Nadal czę−
sto stosowane są jedynie niewielkie poten−
cjometry montażowe, wykorzystywane
w procesie regulacji wstępnej, niedostępne
dla użytkownika. Obok popularnych i tanich
potencjometrów węglowych, stosowane są
także zdecydowanie lepsze potencjometry
cermetowe (cermet – ceramika + metal).
Czasem spotyka się też potencjometry druto−
we, a bardzo rzadko takie, gdzie warstwa
czynna wykonana jest ze specjalnego, prze−
wodzącego tworzywa sztucznego.
Potencjometry montażowe nazywane są
często
peerkami
. Ta zwyczajowa nazwa po−
chodzi stąd, że na schematach oznacza się je
często literami PR. Precyzyjne, wieloobroto−
we cermetowe potencjometry montażowe na−
zywane są
helitrimami
. Na fotografiach mo−
żesz zobaczyć różne potencjometry. Każdy
z nich zawiera przewodzącą ścieżkę oraz ru−
chomy suwak.
Ćwiczenie 1
Połączenie równoległe
i szeregowe − rozkład napięć
. Ja−
sność diody DI wskazuje na wartość
prądu, ale to tym razem jest mniej istot−
ne. Chcemy badać jak zmienia się na−
pięcie w punkcie A. Układ z tranzysto−
rami TX, TY i diodą DU jest monito−
rem napięcia – jasność diody DU wska−
zuje wartość napięcia UA, czyli napię−
cia na rezystorze Rx.
, 1k
Ω
, 10k
Ω
Jak już wiesz, napięcie nie może zginąć −
jeśli na rezystorze Rx wystąpi jakieś na−
pięcie Ux, to na rezystorze R1 napięcie
wyniesie UB−Ux. Suma napięć Ux, U1
zawsze będzie równa napięciu baterii.
W układzie z rysunku 1 zmień war−
tość R1 na 10k
, a zamiast Rx włącz
termistor, (w skład zestawu A03 wcho−
dzi termistor o rezystancji nominalnej
22k
Ω
). Tym razem napięcie w punkcie
A zauważalnie zmienia się pod wpły−
wem temperatury – podgrzej termistor
dotykając go palcami albo lepiej zbliża−
jąc doń gorący grot lutownicy (nie prze−
sadź z podgrzewaniem, bo zniszczysz
termistor).
Jeśli posiadasz zestaw elementów do
poprzedniego ćwiczenia (A02), w miej−
sce Rx wstaw fotorezystor. Sprawdź jak
zmienia się napięcie w punkcie A przy
zmianach oświetlenia (od silnego świa−
tła latarki do całkowitej ciemności). Za−
miast fotorezystora możesz też wstawić
fototranzystor. Uważaj na biegunowość
(patrz poprzednie odcinki). Co się dzieje
z napięciem tak powstałych dzielników?
A teraz zwróć uwagę na
rysunek 2,
który pokazuje kilka szczególnych przy−
padków. Jeśli rezystory są jednakowe,
napięcia na nich też są jednakowe, więc
wpunkcie Awystąpi 1/2 napięcia zasila−
jącego (względem minusa zasilania).
Jeśli wartość jednego z rezystorów
będzie dwukrotnie większa od wartości
drugiego, napięcie na nim będzie dwu−
Rys. 1
Rezystory R1, Rx tworzą
dzielnik na−
pięcia
– za pomocą dwóch rezystorów
możesz uzyskać dowolne napięcie UA,
mniejsze od napięcia zasilającego Uzas.
Dzielniki napięcia wykorzystujemy bar−
dzo często.
Przez oba rezystory płynie ten sam
prąd. Czym większa rezystancja Rx, tym
większe napięcie na niej występuje – jest
to zgodne z prawem Ohma (U = I*R).
Rys. 2
Fot.
1
potencjometry
Tajemnice dzielników
napięcia
Aby z większego napięcia uzyskać mniejsze, sto−
sujemy dzielnik. Podstawowy, książkowy wzór na
napięcie wyjściowe dzielnika podany jest na
ry−
sunku A
. W ćwiczeniu 2 stwierdziliśmy, że taki
sam podział można osiągnąć przy różnych warto−
ściach rezystorów.
W praktyce trzeba wziąć pod uwagę fakt, że
dzielnik zawsze jest czymś obciążony (część prądu
jest „podkradana”), iwrezultacie napięcie nie zga−
dza się z podanymi powyżej obliczeniami. Precy−
zyjne obliczenie napięcia na rzeczywistym dzielni−
ku nie jest łatwe, bo zazwyczaj wartość prądu
„podkradanego”, na przykład prądu bazy tranzy−
stora, znamy tylko w przybliżeniu. Z kilku wzglę−
dów
zaleca się, by prąd dzielnika był kilkadzie−
siąt, a co najmniej dziesięć razy większy od prą−
du „podkradanego
”.
Przykładowo, jeśli prąd płynący przez rezysto−
ry dzielnika będzie 100 razy większy od prądu
„podkradanego, wtedy błąd w stosunku do poda−
nych właśnie wyliczeń będzie maleńki, mniejszy
niż 1% − porównaj
rysunek B
, gdzie teoretyczna
wartość wyliczona ze wzoru wynosi dokładnie 1V.
Jeśli jednak prąd „podkradany” z dzielnika będzie
większy, błąd też będzie odpowiednio większy.
Wpraktyce trzeba wziąć pod uwagę, że stosowane
rezystory mają swą tolerancję, zwykle 5% .
Obliczając dzielnik znamy wartość napięcia za−
silającego i wiemy, jakie napięcie dzielnika chce−
my uzyskać. Obliczenia powinniśmy zacząć
Rys. A
38
Elektronika dla Wszystkich
Do tej pory zajmowaliśmy się głównie
prądami. Pora zbadać, jak zmieniają się
napięcia. Zestaw układ według
rysun−
ku 1
. Rezystora Rx nie montuj na stałe,
wjego miejsce włączaj kolejno rezysto−
ry o wartościach 100
Ω
Ω
39
A3
Ośla łączka
krotnie większe niż na tym drugim: na
jednym wystąpi 1/3 napięcia zasilania,
na drugim 2/3 napięcia zasilania.
Jeśli wartość jednego rezystora bę−
dzie trzykrotnie większa od drugiego,
napięcie punktu Bwzględem minusa za−
silania wyniesie 3/4 napięcia zasilania –
patrz napięcie w punkcie C. Podobnie
dla dziewięciokrotnej różnicy – sprawdź
napięcie w punkcie D. Zwróć uwagę na
wartości rezystorów i na to, jaki ułamek
napięcia na nich występuje. Czy już in−
tuicyjnie czujesz sprawę podziału napię−
cia? Tak czy inaczej, zajrzyj do części
TECHNIKALIA.
łożeniu suwaka
napięcie Us jest
najmniejsze −
równe zeru,
w„górnym” poło−
żeniu – najwięk−
sze, równe napię−
ciu zasilającemu.
A w połowie?
Wzastawie A3 do
tej lekcji znaj−
dziesz potencjo−
mer 10k
Fot.
2
„peerki“
Rys. 3
ozna−
czony literą A, tak
zwany liniowy.
Jeśli w swoich
zbiorach znaj−
dziesz potencjo−
metry z literami
B, C lub M+N lub jeszcze innymi,
sprawdź, jakie napięcie występuje w po−
łowie drogi suwaka – będzie inne niż po−
łowa napięcia zasilania.
Chyba to jest oczywiste, że pracują−
cy potencjometr również jest regulowa−
nym dzielnikiem napięcia – zobacz
rysunek 4.
Ω
Fot.
3
helitrimy
Czy wiesz, że...
woltomierz zawsze włącza
się do badanego obwodu
równolegle.
Rys. 4
Weź jeszcze potencjometr i zbuduj układ
według
rysunku 3
. Przestawiając suwak
potencjometru, dowolnie zmienisz napię−
cie na nim (Us) wzakresie od zera do peł−
nego napięcia zasilania. W „dolnym” po−
Diody krzemowe
Dioda to dwu−
końcówkowy
element elek−
troniczny. Na−
zwa pochodzi jeszcze z epoki lamp elektro−
nowych (dioda – lampa dwuelektrodowa).
Obecnie zdecydowanie najczęściej wykorzy−
stywane są nie diody świecące, znane Ci od
początku cyklu, tylko „zwykłe” diody krze−
mowe o symbolu pokazanym na rysunku
obok. Nie ma problemu z identyfikacją koń−
cówek – katoda oznaczona jest kolorowym
paskiem – zwróć uwagę na fotografię, przed−
stawiającą różne diody.
Czasem na schematach daje się tylko
oznaczenie Si (Si – symbol chemiczny krze−
mu), co wskazuje, że można wykorzystać do−
wolną „zwykłą” diodę krzemową (w prakty−
ce stosujemy wtedy najpopularniejszego obe−
cnie „szklaczka” – diodę 1N4148).
Działanie „zwykłej” diody jest bezna−
dziejnie proste − klasyczna dioda przewodzi
prąd tylko w jednym kierunku. Jeśli dioda
Ćwiczenie 2
Rozkład napięć
Oporność wewnętrzna dzielnika
A teraz bardzo ważna sprawa praktycz−
na. Na
rysunku 5
znajdziesz cztery ko−
lejne dzielniki napięcia. Nie buduj ukła−
du, odpowiedz tylko, jakie będą napięcia
w punktach A, B, C, D?
Tak jest, napięcia będą jednakowe
i wyniosą 10/11 napięcia zasilającego!
To czym tak naprawdę różnią się te
cztery dzielniki?
Jeśli chodzi o podział napięcia – nie
różnią się niczym i można je stosować
wymiennie. Różny jest natomiast pły−
nący przez nie prąd. Na przykład w ja−
kimś urządzeniu zasilanym z baterii,
gdzie trzeba minimalizować pobór prą−
du, być może będzie trzeba zastosować
rezystory o możliwie dużej wartości
(1M
Rys. 5
Ω
, 10M
Ω
).
Tak, ale...
Niestety, w praktyce dzielnik zawsze
pełni rolę sługi – wytwarza obniżone
od spodziewanej wartości prądu
„podkradanego” – trzeba oszaco−
wać jaki to będzie prąd. Potem
wyznaczymy z grubsza prąd pły−
nący przez rezystory dzielnika,
który ma być kilkadziesiąt razy
większy. Wiedząc, jakie napięcie
chcemy osiągnąć i znając prąd
dzielnika, obliczymy wartość jed−
nego z rezystorów dzielnika. Zna−
jąc napięcie na drugim rezystorze
i prąd dzielnika, obliczymy rezy−
stancję drugiego rezystora.
Oto przykład. Mamy zaprojek−
tować dzielnik napięcia jak na
Rys. B
Rys. C
Elektronika dla Wszystkich
39
Ośla łączka
A3 40
przewodzi, występuje na niej spadek napię−
cia, nazywany napięciem przewodzenia,
oznaczany U
F
(dla najpopularniejszych diod
wynosi on 0,6...0,8V). Jest to niekorzystna
cecha diody – lepiej byłoby mieć diody, na
których nie występuje spadek, czyli strata
napięcia, ale takich diod nie ma. Dioda włą−
czona „odwrotnie”, ściślej – w kierunku za−
porowym praktycznie nie przewodzi prądu.
Występuje na niej wtedy pełne napięcie za−
silające (jest ono napięciem wstecznym,
oznaczanym U
R
) ipłynie przez nią jakiś zni−
komo mały prąd wsteczny I
R
. Ilustruje to
rysunek poniżej
.
napięcia dla jakiegoś innego obwodu
czy układu. Ten obwód czy układ jest
dla naszego dzielnika obciążeniem
i „podkrada” zeń prąd. Koniecznie wy−
konaj układ z
rysunku 6
iprzekonaj się,
w czym problem. Układ modelowy
zmontowany na płytce stykowej pokaza−
ny jest na
fotografii 1
. Teoretycznie oba
dzielniki powinny zachowywać się tak
samo – w punktach A, B napięcie po−
winno być równe połowie napięcia zasi−
lającego. I tak jest, gdy dzielnik nie jest
obciążony. Za pomocą przełącznika
S dołączamy tranzystor, czyli „podkra−
damy” prąd z jednego lub drugiego
dzielnika. Jasność diody jest proporcjo−
nalna do aktualnego napięcia na bazie
tranzystora. Co powiesz ojasności diody
LED w obu pozycjach przełącznika? Je−
śli masz woltomierz, dołącz go, jak po−
kazuje rysunek i sprawdź napięcia.
katastrofalnie spada
po dołączeniu tranzystora, natomiast
przy rezystorach 1k
Ω
Ω
napięcie praktycz−
nie się nie zmienia.
W TECHNIKALIACH podany jest
wzór na napięcie na dzielniku – pamię−
taj, że dotyczy on dzielnika nieobciążo−
nego. Tak samo rozważania z poprze−
dniego ćwiczenia.
W praktyce stosuje się regułę: przez re−
zystory dzielnika musi płynąć prąd co naj−
mniej dziesięciokrotnie większy niż prąd
„podkradany” zdzielnika przez obciążenie.
Dla ścisłości należałoby dodać, że
dzielnik może być obciążony prądem
wypływającym, jak w omawianych
przypadkach, albo prądem dopływają−
cym – przykłady pokazuje
rysunek 7
.
Na dzielnik (a także wiele bardziej
skomplikowanych obwodów) warto
Rys. 6
Rys. 7
Historycznie wcześniejsze diody wykona−
ne zgermanu (Ge) mają napięcie przewodze−
nia niższe od diod krzemowych, ale za to
wielokrotnie większy prąd wsteczny. Diody
germanowe są stosowane rzadko i tylko
w układach radiowych.
Najważniejszymi parametrami „zwy−
kłych” diod są maksymalny prąd przewo−
dzenia (I
F
) i maksymalne napięcie wstecz−
ne (U
R
).
W zależności od przeznaczenia „zwykłe”
diody krzemowe dzieli się na prostownicze,
uniwersalne, impulsowe. Różnią się one
głównie wartością maksymalnego prądu
przewodzenia, szybkością i dopuszczalnym
napięciem wstecznym.
Fotografia z następ−
nej strony
pokazuje różne diody krzemowe.
Najważniejszymi parametrami diod są:
maksymalny prąd przewodzenia (od tego za−
leży rozmiar diody), który dla najpopular−
niejszych diod wynosi 50mA...6A, oraz ma−
ksymalne napięcie wsteczne, dla najpopular−
niejszych diod wynoszące 50....1000V. Obe−
cnie zdecydowanie najczęściej używane są
Fot.
1
rysunku C
, by przy zasilaniu 12Vnapięcie na ba−
zie tranzystora wynosiło 3V.
Oznacza to, że napięcie na emiterze wyniesie
około 2,4V. Przez rezystor R3 popłynie prąd I
E
równy 2,4mA. Wzmocnienie prądowe współcze−
snego tranzystora małej mocy może wynosić
100...1000. Na wszelki wypadek przyjmujemy
najmniejszą wartość: 100. Tym samym prąd bazy,
„podkradany” z dzielnika (Ip) nie będzie większy
niż 24µA(2,4mA/100). Niech prąd dzielnika, ści−
ślej prąd I
2
będzie około 30 razy większy od prą−
du „podkradanego” 24µA*30=0,72mA – przyj−
mijmy „okrągłą” wartość 0,7mA(oczywiście mo−
gliśmy wybrać zupełnie inny prąd dzielnika, na
przykład 0,24mA czy 2mA). Teraz obliczamy
, co za−
okrąglamy do najbliższej wartości z szeregu 5−
procentowego, czyli do 4,3
Ω
większe niż 100, a napięcie zasilania nie będzie
idealnie równe 12V.
Cała masa masy...
W ćwiczeniu 5 zajmowaliśmy się sprawą masy.
Skąd ta nazwa?
Pochodzi z epoki urządzeń lampowych. Mon−
towane były one na podstawie wykonanej z dość
grubej blachy. Ta blacha z otworami, na której
mocowane były lampy, transformatory i inne
większe elementy nosiła nazwę chassis (czytaj:
szas
i
). Ujemny biegun głównego napięcia zasila−
jącego podłączony był do tej blachy. Często masę
uziemiano, na przykład łączono zrurą wodociągo−
wą. Aby zmierzyć napięcie w jakimś punkcie
. Prąd I
1
, ściśle bio−
rąc, będzie większy od prądu I
2
o prąd bazy,
czyli wyniesie około 0,724mA(0,7mA+0,024mA).
Ponieważ na rezystorze R1 ma występować napię−
cie 9V (12V−3V), wartość R1 wyniesie
9V/0,724mA=12.43094k
Ω
, co zaokrąglimy do naj−
bliższej wartości z szeregu, czyli do 12k
Ω
.
I to wszystko. Nie bój się zaokrąglać, ponie−
waż w prostych układach precyzja nie jest po−
trzebna. Napięcie dzielnika nie musi być idealnie
równe 3V. Nie ma zresztą na to szans. Przecież
użyte rezystory będą mieć 5−procentową toleran−
cję, tranzystor zapewne będzie miał wzmocnienie
Ω
40
Elektronika dla Wszystkich
Okazuje się, że napięcie na dzielniku
z rezystorami 1M
wartość R2 jako 3V/0,7mA=4,2857142k
41
A3
Ośla łączka
)
wtzw. czarnej skrzynce, wyprowadzając
na zewnątrz tylko punkty A, B –
rysu−
nek 8a
. Dajmy to komuś do testów,
by sprawdził, co jest
w środku, nie otwiera−
jąc skrzynki.
Ktoś taki może je−
dynie zmierzyć napię−
cie między wyprowa−
dzonymi na zewnątrz punkta−
mi A, B. Może też dołączać do nich re−
zystory, mierząc prąd i napięcie. Jeśli
jest odważny, zewrze punkty A,
Bizmierzy płynący wtedy prąd zwarcia.
Czy na podstawie tych pomiarów odga−
dnie co jest w środku?
Zastanów się samodzielnie...
Szczegółów nie odgadnie. Dla niego
to „coś” wczarnej skrzynce, widziane od
strony zacisków A, B zachowuje się
jak... 3−woltowa bateria odużej rezystan−
cji wewnętrznej (równej równoległemu
połączeniu R1 i R2, czyli 1k
, 2k
Ω
to
rysunek 8b
. Kolejne
rysunki 8c, d,
e
pokazują, że takie same właściwości
będą mieć także inne obwody – jeśli
masz trochę cierpliwości i odpowiednie
elementy, sprawdź to doświadczalnie.
Zapoznaliśmy się właśnie
z kolejnym bardzo istot−
nym zagadnieniem.
Użyłem określenia
wi−
dziane od strony zaci−
sków A, B.
Przyzwyczaj się
do takiego podejścia. Często nie
musimy, anawet nie chcemy znać szcze−
gółów. Chcemy wiedzieć, co przedstawia
sobą dany obwód, „widziany” od strony
wybranych dwóch punktów. Okazuje się,
że skomplikowany obwód zachowuje się
jak połączenie źródła napięcia i jednego
rezystora – rysunek 8b. To
widzimy od
strony
tych wybranych zacisków.
W podręcznikach możesz przeczytać
o zasadzie Thevenina. Znów nazwa stra−
szy, a cała sprawa jest prosta – właśnie
w pewnym uproszczeniu przedstawiłem
Ci to zagadnienie.
małe „szklaczki” typu 1N4148 oraz jedno−
amperowe diody 1N4001...4007.
Przy okazji przypominam, że diody LED
zbudowane nie są z krzemu, tylko ze związ−
ków arsenu, galu, fosforu, glinu i indu.
Czy wiesz, że...
amperomierz zawsze włącza się
do badanego obwodu
szeregowo.
Ω
). Ilustruje
Dioda Schottky’ego
Rysunek obok
poka−
zuje symbol tzw. dio−
dy Schottky’ego
(czytaj: szotkiego).
Dioda Schottky’ego
to w zasadzie „zwykła” dioda krzemowa.
Różni się od najpopularniejszych diod krze−
mowych wartością napięcia przewodzenia.
O ile w typowych diodach wykonanych
z krzemu napięcie przewodzenia wynosi
0,6...0,8V, o tyle w diodach Schottky’ego
wynosi 0,3...0,5V. Oznacza to mniejsze stra−
ty napięcia na diodzie. Oprócz tego diody
Schottky’ego są bardzo szybkie i dlatego są
stosowane w układach impulsowych.
Jak widać na fotografii, diody Schott−
ky’ego nie różnią się wyglądem od diod
„zwykłych”; można je rozróżnić jedynie po
oznaczeniu (numerkach).
Rys. 8
Ćwiczenie 3
Dioda krzemowa
Od początku kursu wykorzystujemy diody
świecące. Oprócz nich, araczej przede wszy−
stkim, istnieją inne, „zwykłe” diody, które
wprawdzie nie świecą, ale są bardzo poży−
tecznymi i popularnymi elementami. Zba−
dajmy różne diody. Pamiętaj, że katoda dio−
dy oznaczona jest paskiem. Włączając bada−
ną diodę krzemową diodę Dx według
rysun−
ków 9a i 9b
przekonasz się, że rzeczywiście
przepuszcza ona prąd tylko wjedną stronę.
W rzeczywistości przy włączeniu
„odwrotnym”, czyli w kierunku zaporo−
wym według rysunku 9b przez diodę
płynie jednak jakiś maleńki prąd wstecz−
układu, należało dołączyć jeden przewód wolto−
mierza do tego punktu, a drugi do... masy, czyli
wspomnianej blachy.
Choć konstrukcja dzisiejszych układów elek−
tronicznych jest zupełnie inna, nadal jeden zobwo−
dów traktuje się jak obwód masy, inaczej mówiąc
jako obwód wspólny, punkt odniesienia.
Bardzo często, ale nie zawsze, jest to obwód po−
łączony z ujemnym biegunem baterii (zasilacza).
Obwód masy rzeczywiście jest obwodem wspól−
nym i nie jest przesadą stwierdzenie, że z kilku
względów jest to najważniejszy obwód w układzie.
Nie będziemy się wto wgłębiać. Na razie przyjmij do
wiadomości, że wkażdym układzie traktujemy jeden
zobwodów jako obwód odniesienia, czyli masę.
Tu warto wspomnieć o potencjale i napięciu.
W sumie jest to to samo – chodzi o napięcie. Po−
Rys. D
patrz na
rysunek D
. Można powiedzieć, że
poten−
cjał w punkcie A
wynosi +10V, a w punkcie
B –2,2V. Można też powiedzieć, że
napięcia
w tych punktach
wynoszą odpowiednio
+10V i –2,2V. W obu przypadkach na pewno cho−
dzi o napięcie (potencjał) względem masy, bo na−
pięcie mierzymy zawsze między dwoma punktami,
a potencjał zawsze względem punktu odniesienia.
Jeśli powiemy, że
napięcie na rezystorze
R3
wynosi 6,8V, mamy na uwadze napięcie między
jego końcówkami. Nie powiemy jednak, że na−
pięcie na rezystorze wynosi −6,8V. Nie powiemy
też, że potencjał na rezystorze R3 wynosi 6,8V–
to byłby ewidentny błąd. Możemy natomiast
stwierdzić, że
napięcie (potencjał) w punkcie
B względem ujemnej szyny zasilania
wynosi
6,8V.
Elektronika dla Wszystkich
85
spojrzeć także z innej strony. Zamknij−
my baterię 6V i dzielnik (2k
Ω
[ Pobierz całość w formacie PDF ]