Понимание Ома и Кирхгофа [закрыто]

Вы в основном на правильном пути с вашим пониманием закона Ома и закона Кирхгофа.

Понятие «падение напряжения» может сбить с толку новичков (я знаю, что это случилось со мной). Как заявил один респондент, закон Кирхгофа можно с полным основанием переформулировать так, чтобы он означал, что «падение напряжения» на пассивных элементах цепи должно равняться напряжению, приложенному к этой цепи источником (источниками) напряжения. «Пассивный элемент» — это элемент, который не производит никакого собственного напряжения — яркими примерами являются резисторы.

В вашем примере у вас есть три резистора, Кирхофф говорит, что 48 вольт должны быть распределены (отброшены) на эти три резистора. Таким образом, ток, протекающий через три резистора, естественным образом уравняется при значении, при котором это становится правдой. Закон Ома говорит вам значение этого тока. Закон Кирхгофа и закон Ома должны «соблюдаться» одновременно, чтобы существовало равновесие. Все должно «играть» вместе: напряжения на резисторах должны составлять в сумме 48 вольт, И также должно существовать соотношение ток-напряжение, определяемое законом Ома. Математически есть 4 неизвестных - ток и три падения напряжения. Если вы склонны к математике, вы можете написать группу одновременных уравнений для решения задачи. Если вы просто пытаетесь почувствовать, как это работает, вы можете применить Ом.

Кроме того, вы можете изменить значение резистора на любое значение, которое вам нравится, это просто изменит равновесие, и вы получите другой ток и три разных падения напряжения на резисторах, но вы все равно будете придерживаться закона Кирхгофа (все капли должны были бы в сумме составить 48 вольт) и Закон Ома (ток таков, что напряжение на каждом резисторе позволяет выполнить закон Кирхгофа) - гармония!

Какая практическая польза от такой схемы? Эммм, это зависит от того, как вы определяете "практичный"? Какая практическая польза от отжиманий бейсболисту? Он не собирается выходить на игровое поле и отжиматься. Какая практическая польза от крепежного винта и гайки в вашей руке? Вы можете крутить гайку вверх и вниз по резьбе для удовольствия. Но реальная польза вступает в игру, когда вы используете этот винт и гайку, чтобы закрепить крюк для вешалки на верстаке или прикрепить ось к раме автомобиля.

Ваша схема, взятая сама по себе, просто иллюстрирует два задействованных принципа. Но если вы объедините его с операционным усилителем или компаратором, вы будете использовать два промежуточных напряжения для выполнения полезной задачи в более сложной схеме. Например, они могут обеспечивать пороговые значения напряжения в схеме компаратора или опорные уровни в усилителе на основе операционного усилителя.

Суть закона Ома и закона Кирхгофа (и давайте не будем забывать о законе Нортона для токов) заключается в том, что они широко распространены на всех уровнях электроники. Они используются в каждой электронной области — аналоговой, цифровой, радиочастотной, телевизионной, аудио и т. д. — снова и снова. Вы не продвинетесь далеко ни в одной из этих областей без твердого понимания этих «законов». И это действительно "Законы Электроники" - ничто в электронике не работает, если не следует этим законам - поверьте мне, я много раз пытался их нарушить, и им всегда удавалось сломать меня!

ваш первый вопрос:

... Следовательно, падение напряжения составляет 17,55 В.

Но что это значит?

Используя те же расчеты, падение напряжения для различных частей цепи составляет:

Резистор 1: 0,0045 * 5600 = 25,20 В Резистор 2: 0,0045 * 3900 = 17,55 В Резистор 3: 0,0045 * 1200 = 5,40 В

И в сумме они составляют 48,15 В, так что наша математика близка, но есть небольшие проблемы с округлением.

Но, опять же, что это значит?

Это относится к закону напряжений Кирхгофа. Сумма всех падений напряжения в последовательной цепи должна быть равна приложенному напряжению (это не совсем правильно, но служит предложенной схеме и позволяет избежать осложнений).

Означает ли это, что подключение к цепи между резисторами 1 и 2 даст мне 22,8 В (48 В - 25,2 В)?

Я не понимаю этого вопроса. Падение напряжения, полученное для каждого резистора, представляет собой напряжение, которое можно измерить вольтметром, подключенным к контактам резистора.

Если у меня есть чувствительный электронный компонент, который принимает 3–6 В, будет ли безопасно получать эту мощность из цепи после резистора 3?

Определенно нет . Любая цепь, подключенная к шунту, полностью изменяет поведение исходной цепи и, следовательно, исходное падение напряжения.

... В нем говорится, что он может принимать 6-20 В (но USB - это 5 В!), И каким-то образом он справляется со всем этим избыточным напряжением, чтобы обеспечить стабильные регулируемые 3,3 В. Что за темная магия здесь происходит? ...

Регулятор напряжения представляет собой модернизированную систему , т.е. когда к выходу регулятора подключена цепь, внутренняя цепь работает для поддержания стабильного выходного напряжения .
Разница между входным напряжением и выходным поглощается регулятором, так как имеет «переменный резистор». По подключенной схеме внутренняя схема регулятора «задает» значение этого «переменного резистора» (на самом деле это транзистор, для линейного регулятора) так, чтобы напряжение поддерживалось в заданном диапазоне.

Регуляторы напряжения — это целая специфическая область применения в электронике. Есть много типов. В частности, регулятор LM317 является линейным регулятором . Реализует транзистор как регулирующий элемент между входным напряжением и выходным напряжением. Управление этим транзистором позволяет регулировать падение напряжения в соответствии с цепью, которую вы хотите питать.