Навіщо нам "потрібні" резистори (я розумію, що вони роблять, тільки не навіщо ...)? [зачинено]

У мене завжди було основне розуміння електроніки. Зараз я починаю вивчати трохи більше, використовуючи Arduino в якості тестової платформи, і у мене виникає питання про резистори, які я, здається, не можу вирішити за допомогою досліджень.

Для чого ми їх використовуємо? Я розумію, що вони обмежують струм. (У випадку світлодіода занадто великий струм нагрівав би його і спалював.) Але як це вимірюється / обчислюється / вибирається? Я конкретно не запитую про випадок використання світлодіодів або про те, як використовувати світлодіод. Я намагаюся зрозуміти "навіщо" резистори на фізичному рівні.

1. Що відбувається з рештою не використовуваного струму (через резистор)?
2. Тоді світлодіод використовує ВСІ струми, наявні в ланцюзі? Якщо ні, то куди йде решта? (Перероблено назад у джерело живлення?)
3. Чому світлодіод "падає напругу" на певну кількість? А що відбувається з рештою компонентів послідовно, чи падає напруга для кожного компонента, аж поки не залишиться нічого? Це мало б сенс, але світлодіод не має внутрішнього опору (так це пояснюється), так чому він падає напруга?
4. Нещодавно я переглянув відео, де хлопець, що пояснює резистори, намалював ескіз, на якому показано 12 В → резистор → Світлодіод --- 0 В (Ви вибираєте резистор настільки, щоб «використати весь струм / напругу» до того, як він потрапить до кінець схеми? YouTube відео
5. Чому батарея переходить у глухий кут, якщо ви підключаєте клеми безпосередньо, але якщо ви додаєте лампочку (резистор), це не відбувається?
6. Я робив години і години досліджень, і я розумію, що робить резистор, але я не розумію, для чого він потрібен (щоб не вимкнути акумулятор? ... Це означає, що він "з'їдає" всю потужність перед цим повертається на анод?)
7. Чому різні лампочки працюють на одній батареї (різний опір, але немає мертвих коротких?)

Я знаю, що ці питання широкі, і я не спеціально шукаю відповіді на кожне з них окремо. Я згадую ці кілька питань вище, щоб продемонструвати, що я не розумію чітко поняття, чому ланцюг потребує опору . Це було б питання, на яке слід відповісти.

Ваше розуміння того, як живлення протікає по ланцюгу, потребує коригування.

1. Скільки енергії протікає по ланцюгу і береться від акумулятора або джерела живлення, залежить від того, скільки струму протікає через цю ланцюг.

2. Скільки протікає струм, хоча ланцюг продиктовано тим, наскільки провідна схема. Якщо ланцюг має високий опір, він менш провідний і менше струму / потужності.

Отже, поєднуючи ці двоє разом і переглядаючи ваші запитання ...

1.Що відбувається з рештою не використовуваного струму (через резистор)?

Немає «спокою струму» струм визначається опором ланцюга.

2.Чи працює світлодіод, то використовувати ВСІЙ струм, наявний у ланцюзі? Якщо ні, то куди йде решта? (Перероблено назад у джерело живлення?)

Знову світлодіод та його резистор визначають струм, який вони приймуть. Немає "відпочинку".

3.Чому світлодіод "падає напругу" на певну кількість? А що відбувається з рештою компонентів послідовно, чи падає напруга для кожного компонента, аж поки не залишиться нічого?

Світлодіод має більш-менш фіксовану напругу вперед при заданому струмі. Решта напруги падає через резистор. Це визначає струм через світлодіод.

4.Я нещодавно переглянув відео, де хлопець, що пояснює резистори, намалював ескіз із зображенням 12 В -> Резистор -> Світлодіод --- 0 В (Ви вибираєте свій резистор в мірі "використання всього струму / напруги" перед тим, як дійти до кінця ланцюга? Youtube Video

У будь-якій серійній схемі прикладена напруга ділиться між елементами цієї послідовної ланцюга. Струм визначається тим, чого вимагають елементи ланцюга і є постійним протягом усієї послідовності ланцюга.

Майте на увазі, що напруга - це просто вимір потенціалу протікання електронів між двома точками. Він завжди вимірюється між двома точками, і значення 0 вольт говорить нам про те, що між тими ж двома точками не було б струму.

5.Чому батарея переходить у глухий кут, якщо підключити клеми безпосередньо, але якщо ви додасте лампочку (резистор), це не так?

Мертвий шорт має практично нульовий опір і приймає багато струму від живлення. Лампочка має опір і приймає набагато менше струму.

6.Я робив години і години досліджень, і я розумію, що робить резистор, але я не розумію, для чого він потрібен (щоб не вимкнути акумулятор? .. Це означає, що він "з'їдає" всю енергію раніше він повертається до анода?)

Резистори необхідні для встановлення струмів і регулювання рівня напруги через послідовний контур. Вони використовуються і для інших функцій, як частина частотних фільтрів, осциляторів тощо.

7.Чому різні лампочки працюють на одній батареї (різний опір, але немає мертвих?)

Різні лампочки мають різний опір.

---

Для того , щоб зрозуміти все це , ви повинні ознайомитися з законом Ома і напруги Кірхгофа закону.

---

РЕДАКТУВАННЯ: Додавання запитання щодо коментарів, оскільки воно корисне самостійно і може бути переміщено.

Чи правильно я зазначив таке: "Якщо я поставив світлодіод безпосередньо на джерело живлення потужністю 600 мАч, він буде" використовувати "все, що є в наявності (600 мага. Год.) Чи потрібно потім відкалібрувати резистор, щоб протистояти достатньому струму, щоб подати Світлодіод тільки те, що йому потрібно?

Джерело електроенергії потужністю 600 мАг тут досить мало значення. mAh - це показник того, скільки заряду і ефективно загальної потужності акумулятор буде живити в будь-який момент часу. Якщо ваш ланцюг займає 1 мА, акумулятор вистачить 600 годин. Якщо ваша схема займає 1А, акумулятор вистачить лише 36 хвилин. Зверніть увагу на одиниці ... мА * Години.

Більша батарея, тієї ж технології та напруги, має більше мАг.

Скільки енергії вона може доставити в будь-який момент часу, залежить від термінального опору акумулятора і від того, наскільки швидко може реагувати хімія всередині акумулятора. Літій-іонний акумулятор потужністю 3,7 В 600 мАг забезпечить набагато більше енергії, ніж лужний 1,5 В 600 мАг. Сила та енергія - це не одне і те ж. Зрештою, навантаження, схема, диктує, скільки вона висмоктує батарею і як швидко, припускаючи, що вона не надто швидко тягнеться, в який момент напруга акумулятора знизиться.

Ви повинні придумати акумулятор, як бензобак на вашому автомобілі. Наскільки швидко газ піде вниз, залежить від того, наскільки важко і швидко ви їдете. 600mAh лише визначає, наскільки великий "газовий бак". Газ повинен йти з бака до двигуна через трубу та форсунки. Якщо ви вимагаєте занадто багато газу, він не зможе пройти через них досить швидко, і двигун помер від голоду.

Ось вступ, засноване на фізиці, до концепцій ЕЕ, які ви намагаєтесь зрозуміти.

На ваші запитання відповіді внизу.

---

Все випливає з потоку "заряду"

Електроніка, як позначає її кореневе слово електрон , - це дуже багато дослідження потоку електронів у певній системі.

Електрони є основними «носіями» заряду в типовому ланцюзі; тобто, як заряд "переміщується" в більшості схем.

Ми приймаємо конвенцію про підписання, яка говорить про те, що електрони мають "негативний" заряд. Більше того, електрон представляє найменшу одиницю заряду в атомній (класичній фізиці) шкалі. Це називається "елементарним" зарядом і сягає кулонів.$-1.602{\times}{10}^{-19}$

І навпаки, протони мають "позитивний" підписаний заряд кулонів.$+1.602{\times}{10}^{-19}$

Однак протони не можуть переміщатися так легко, оскільки вони, як правило, пов'язані з нейтронами в атомних ядрах сильною ядерною силою. На видалення протонів з атомних ядер потрібно набагато більше енергії (до речі, основи технології ядерного поділу), ніж для видалення електронів.

З іншого боку, ми можемо вивести електрони з їх атомів досить легко. Насправді сонячні батареї повністю засновані на фотоелектричному ефекті (одне із насінних відкриттів Ейнштейна), оскільки "фотони" (частинки світла) витісняють "електрони" з їх атомів.

---

Електричні поля

Усі заряди випромінюють електричне поле «нескінченно» в космос. Це теоретична модель.

Поле - це просто функція, яка виробляє векторну величину в кожній точці (величина, що містить як величину, так і напрямок ... цитувати зневіреного Мене ).

Електрон створює електричне поле, де вектор у кожній точці поля спрямований на електрон (напрямок) з величиною, що відповідає закону Кулона:

$$\lvert \vec E\rvert~~=~~\underbrace{\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}_{ \begin{array}{c} \text{constant} \\ \text{factor} \end{array} }~~\underbrace{\frac{\lvert q\rvert}{r^{2}}}_{ \begin{array}{c} \text{focus on} \\ \text{this part} \end{array} }$$

Напрямки можна візуалізувати як:

Ці напрямки та величини визначаються виходячи із сили (напряму та величини), яка буде надана на позитивний заряд випробування. Іншими словами, польові лінії представляють напрямок та величину, яку випробує позитивний заряд.

Негативний заряд відчував би силу такої ж величини в протилежному напрямку.

За цією умовою, коли електрон знаходиться поблизу електрона або протон поблизу протона, вони відштовхуються.

---

Суперпозиція: збори зборів

Якщо підсумувати всі електричні поля, що діють окремо від усіх зарядів у регіоні в певній точці, ви отримаєте загальне електричне поле в цій точці, яке здійснюють усі заряди.

Звідси випливає той же принцип суперпозиції, який використовується для вирішення задач кінематики з множинними силами, що діють на сингулярний об'єкт.

---

Позитивний заряд - це відсутність електронів; негативний заряд - надлишок електронів

Це спеціально стосується електроніки, де ми маємо справу з потоком заряду через тверді матеріали.

Для повторної ітерації: електроніка - це вивчення потоку електронів як носіїв заряду; протони не є первинними носіями заряду.

Знову ж таки: для ланцюгів електрони рухаються, протони - ні.

Однак "віртуальний" позитивний заряд може бути створений відсутністю електронів в області ланцюга, оскільки в цій області більше чистих протонів, ніж у електронів .

Згадаймо валентну електронну модель Далтона, де протони та нейтрони займають невелике ядро, оточене орбітальними електронами.

Електрони, які віддалені від ядра в самій зовнішній «валентній» оболонці, мають найслабше тяжіння до ядра, заснованого на законі Кулона, який вказує, що напруженість електричного поля обернено пропорційна квадрату відстані.

Нагромаджуючи заряд, наприклад, на тарілці чи іншому матеріалі (скажімо, енергійно розтираючи їх, як у добрі дні), ми можемо генерувати електричне поле. Якщо ми помістимо в це поле електрони, то електрони макроскопічно рухатимуться у напрямку, протилежному лініям електричного поля.

Примітка: як описують квантова механіка та броунівський рух, фактична траєкторія окремого електрона цілком випадкова. Однак усі електрони проявлятимуть макроскопічний "середній" рух на основі сили, зазначеної електричним полем.

Таким чином, ми можемо точно розрахувати, як макроскопічний зразок електронів буде реагувати на електричне поле.

---

Електричний потенціал

Згадаймо рівняння, засноване на законі Кулона, що вказує на величину сили здійснюють позитивний заряд тесту:$\lvert \vec E\rvert$

$$\lvert \vec E\rvert = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{\lvert q\rvert}{r^{2}}$$

$r \to 0$$\lvert \vec E\rvert \to \infty$

$r \to \infty$$\lvert \vec E\rvert \to 0$

Тепер розглянемо аналогію планети. Зі збільшенням загальної сукупної маси планети зростає і її сила тяжіння. Супозиція гравітаційних тягне всіх речовин, що містяться в масі планети, виробляє гравітаційне притягання.

$\left(M_{\text{planet}} \gg m_{\text{you}}\right)$

Нагадаємо з кінематики, що гравітаційний потенціал - це кількість потенціалу, який об'єкт має завдяки віддаленню від гравітаційного центру планети . Гравітаційний центр планети можна розглядати як джерело гравітації в точці.

$q$

У випадку гравітаційного потенціалу ми припускаємо, що гравітаційне поле дорівнює нулю нескінченно далеко від планети.

$m$$\vec g_{\text{planet}}$

$q_{\text{source}}$$\vec E_{\text{source}}$$r$

Це призводить до:

• $\vec E$
• $\vec E$
• $\vec E$
• $\vec E$

---

Електричний потенціал в провідниках

Розглянемо модель провідників або перехідних металів, таких як мідь або золото, що мають "море електронів". Це "море" складається з валентних електронів, які більш вільно пов'язані між собою і на зразок "спільних" між декількома атомами.

Якщо застосувати електричне поле до цих «пухких» електронів, вони схильні, на макроскопічному середньому, рухатися в певному напрямку з плином часу.

Пам'ятайте, електрони рухаються у напрямку, протилежному електричному полі.

Аналогічно, розміщення довжини дротяного провідника поблизу позитивного заряду спричинить градієнт заряду по всій довжині дроту.

Заряд у будь-якій точці дроту може бути розрахований, використовуючи його відстань від вихідного заряду та відомі атрибути матеріалу, використовуваного в дроті.

Позитивний заряд через відсутність електронів буде здаватися далі від позитивного зарядного джерела, тоді як негативний заряд внаслідок збирання та надлишку електронів буде формуватися ближче до зарядного джерела.

Через електричне поле між двома точками на провіднику з’явиться «різниця потенціалів». Ось як електричне поле генерує напругу в ланцюзі.

Напруга визначається як різниця електричних потенціалів між двома точками в електричному полі.

Врешті-решт розподіл заряду по довжині дроту досягне «рівноваги» з електричним полем. Це не означає, що заряд перестає рухатися (пам’ятайте броунівський рух); лише те, що "чистий" або "середній" рух заряду наближається до нуля.

---

Неідеальні акумулятори

Давайте складемо джерело живлення гальванічних або вольтових клітин .

$\left(\text{NH}_{4}\right)\left(\text{NO}_{3}\right)$

$\text{NH}_{4}^{+}$$\text{NO}_{3}^{-}$

Корисна термінологія:

• катіон : позитивно заряджений іон
• аніон : негативно заряджений іон
• катод : катиони накопичуються на катоді
• анод : аніони накопичуються на аноді

Корисні мнемонічні: « іон» є " іон» є " egative іона»

Якщо ми вивчимо реакцію гальванічної клітини цинку-міді вище:

$$\text{Zn}\left(\text{NO}_{3}\right)_{2}~~+~~\text{Cu}^{2+} \quad\longrightarrow\quad \text{Zn}^{2+}~~+~~\text{Cu}\left(\text{NO}_{3}\right)_{2}$$

$\text{Zn}^{2+}$$\text{Cu}^{2+}$

Примітка: Раніше ми говорили, що позитивний заряд - це "відсутність" електронів. Катіони (позитивні іони) позитивні, оскільки відшарування електронів призводить до чистого позитивного атомного заряду внаслідок протонів у ядрі. Ці катіони рухливі в розчині гальванічної комірки, але, як ви бачите, іони не проходять через провідний міст, що з'єднує дві сторони комірки . Тобто через провідник рухаються лише електрони .

Виходячи з того, що позитивні катіони рухаються і накопичуються в бік катода, ми називаємо його негативним (позитивні заряди притягуються до негативних).

І навпаки, оскільки електрони рухаються назустріч і накопичуються на аноді, ми називаємо це позитивним (негативні заряди притягуються до позитивних).

$\textbf{+}$$\textbf{-}$

Це тому, що струм визначається як потік віртуального позитивного заряду через область поперечного перерізу . Електрони завжди протікають протилежно струму за умовами.

Що робить цю гальванічну клітинку неідеальною, це те, що з часом хімічний процес, що генерує електричне поле через провідник і викликає потік електронів і заряду, прийде в рівновагу.

Це відбувається тому, що накопичення іонів на аноді та катоді запобіжить подальшій реакції.

З іншого боку, "ідеальне" джерело живлення ніколи не втратить напруженість електричного поля.

---

Ідеальні джерела напруги схожі на чарівні ескалатори

Повернемося до аналогії гравітаційного потенціалу.

Припустимо, що ви на пагорбі, і у вас є якась довільна стежка вниз по пагорбі, побудована з картонних стін. Скажімо, ви перекочуєте тенісний м'яч по цій доріжці картонні стіни. Тенісний м'яч піде стежкою.

У ланцюгах провідник утворює шлях.

Тепер скажімо, у вас є ескалатор внизу пагорба. Як і машина Руба Голдберга, ескалатор зачерпує тенісні м’ячі, котиться по доріжці, а потім скидає їх на початку шляху на вершині пагорба.

Ескалатор - ваше ідеальне джерело живлення.

Скажімо, ви майже повністю наситили всю тенісну доріжку (ескалатор в комплекті) тенісними м'ячами. Просто довгий рядок тенісних м'ячів.

Оскільки ми повністю не наситили доріжку, є ще пробіли та місця для переміщення тенісних м’ячів.

Тенісний м'яч, який переноситься ескалатором, натикається на інший м'яч, який натикається на інший м'яч, який ... продовжується і продовжується.

Тенісні м'ячі, що спускаються по горі, набирають енергію завдяки різниці потенціалів у силі тяжіння. Вони підстрибують одне до одного, поки нарешті на ескалатор не завантажується ще одна куля.

Давайте назвемо тенісні м'ячі нашими електронами. Якщо ми стежимо за потоком електронів в гору через наш підроблений картонний «контур», то вгору по магічному ескалатору «джерело живлення», ми помічаємо щось:

"Прогалини" між тенісними м'ячами рухаються в прямо протилежному напрямку від тенісних м'ячів (назад в гору і вниз по ескалатору), і вони рухаються набагато швидше. Кульки природно рухаються від високого потенціалу до низького потенціалу, але з відносно низькою швидкістю. Потім вони переміщуються назад до високого потенціалу за допомогою ескалатора.

Дно ескалатора - це фактично негативний клем акумулятора або катод у гальванічній комірці, про який ми говорили раніше.

Верхівка ескалатора - це фактично позитивний клем акумулятора або анод у гальванічній комірці. Позитивний термінал має більш високий електричний потенціал.

---

Поточний

Гаразд, тому напрямок, в який тече позитивний заряд, - це напрям електричного струму.

Що є поточним?

За визначенням це: величина заряду, яка проходить через площу поперечного перерізу в секунду (одиниці: Куломи в секунду). Він прямо пропорційний площі перерізу дроту / провідного матеріалу та щільності струму. Щільність струму - це кількість заряду, що протікає через одиницю площі (одиниці: Куломи на квадратний метр).

Ось ще один спосіб подумати про це:

Якщо у вас є пускова установка для тенісного м'яча, плюючи позитивно заряджені кульки через дверний проріз, кількість кульок, які вона потрапляє через двері за секунду, визначає її "струм".

Наскільки швидко рухаються ці кулі (або скільки кінетичної енергії вони мають, коли вдаряються об стіну) - це "напруга".

---

Збереження заряду та напруги

Це фундаментальний принцип.

Подумайте про це так: є фіксована кількість електронів і протонів. В електричному ланцюзі речовина ні створюється, ні руйнується ... тому заряд завжди залишається однаковим. У прикладі ескалатора тенісного м'яча м'ячі просто збиралися в петлі. Кількість кульок залишилася фіксованою.

Іншими словами, заряд не «розсіюється». Ви ніколи не втрачаєте звинувачення.

Що відбувається, так це те, що заряд втрачає потенціал . Ідеальні джерела напруги повертають свій електричний потенціал назад.

Джерела напруги НЕ створюють заряд. Вони генерують електричний потенціал.

---

Струм, що протікає в вузлах і з них, опір

Візьмемо цей принцип збереження заряду. Аналогічну аналогію можна застосувати і до потоку води.

Якщо у нас є річкова система вниз з гори, яка розгалужується, кожна гілка є аналогом електричного «вузла».

          / BRANCH A
         /
        /
MAIN ---
        \
         \
          \ BRANCH B

-> downhill

Кількість води, що надходить у гілку, повинна дорівнювати кількості води, що витікає з гілки за принципом збереження: вода (заряд) не створюється і не знищується.

Однак кількість води, яка стікає вниз по певній гілці, залежить від того, наскільки "опір" ця гілка чинить.

Наприклад, якщо гілка A надзвичайно вузька, гілка B надзвичайно широка, і обидві гілки однакової глибини, то гілка B природно має більшу площу поперечного перерізу.

Це означає, що гілка B чинить опір, і більший об'єм води може протікати через неї за одну одиницю часу.

Це описує чинний закон Кірхофа.

---

Ти все ще тут? Дивовижно!

1. Що відбувається з рештою невикористаного струму?

Через принцип збереження весь заряд у вузол повинен витікати. Не використовується "невикористаний" струм, оскільки струм не використовується . У ланцюзі однієї серії немає зміни струму.

Однак різні кількості струму можуть паралельно стікати по різних гілках електричного вузла ланцюзі залежно від опорів різних гілок.

2. Чи світлодіод використовує весь струм?

Технічно світлодіод та резистор (и) не "використовують" струм, оскільки немає падіння струму (кількість заряду, що проходить через світлодіод або резистор (и) за одиницю часу). Це пояснюється збереженням заряду, застосованого до ланцюга серії: немає втрати заряду по всьому контуру, отже, немає падіння струму.

Кількість струму (заряду) визначається поведінкою світлодіода і резистора (ів) , як описано їх ВАХ

3. Чому світлодіод "падає напругу" на певну кількість?

Ось основна світлодіодна схема .

Світлодіод має напругу активації, як правило, приблизно від 1,8 до 3,3 В. Якщо ви не відповідає напрузі активації, струм практично не буде текти. Дивіться криві світлодіодного iv, пов'язані нижче.

Якщо ви спробуєте підштовхнути струм у напрямку, протилежному полярності світлодіодів, ви будете керувати світлодіодом у режимі "зворотного зміщення", в якому майже не проходить струм. Нормальний режим роботи світлодіода - це режим зміщення вперед. Поза певним моментом у режимі зворотного зміщення світлодіод "ламається".Перевірте iv-графік діода.

Світлодіоди - це фактично PN-з'єднання (p-легований і n-легований кремній, зібраний разом). На основі рівнів Фермі легованого кремнію (який залежить від електронних смуг легованого матеріалу) електронам потрібна дуже специфічна кількість енергії активації, щоб перейти на інший енергетичний рівень. Потім вони випромінюють свою енергію як фотон із дуже певною довжиною хвилі / частотою, коли вони стрибають назад на нижчий рівень.

Це пояснює високу ефективність (понад 90% енергії, що розсіюється світлодіодом, перетворюється на світло, а не тепло) світлодіодів порівняно з лампочками розжарювання та CFL.

Ось чому світлодіодне освітлення здається таким "штучним": природне світло містить відносно однорідну суміш широкого спектру частот; Світлодіоди випромінюють поєднання дуже конкретних частот світла.

Рівні енергії також пояснюють, чому падіння напруги на світлодіоді (або інших діодах) ефективно "фіксується", навіть якщо через нього проходить більше струму. Вивчіть криву iv на світлодіод чи інший діод: поза напругою активації струм збільшує ЛОТ для невеликого збільшення напруги. По суті, світлодіод намагатиметься пропустити через нього стільки струму, скільки можливо, поки фізично не погіршиться.

Ось чому ви використовуєте вбудований резистор, що обмежує струм, щоб обмежити потік струму через діод / світлодіод до конкретного номінального міліампера на основі світлодіодних характеристик.

3 (б). А що відбувається з рештою компонентів послідовно, чи падає напруга для кожного компонента, аж поки не залишиться нічого?

Так, закон напруги Кірхоффа полягає в тому, що сума всіх падінь напруги в циклі навколо ланцюга дорівнює нулю . У простій ланцюговій серії є лише одна петля.

4. Чи вибираєте ви свій резистор в міру "використання всього струму / напруги" до того, як він дістанеться до кінця контуру?

Ні. Ви вибираєте свій резистор, виходячи з номінального струму світлодіода (скажімо, 30 мА = 0,03 А) та закону Ома, як описано в статті про світлодіодну схему .

Ваша напруга звикне. Ваш струм залишається однаковим протягом однієї серії ланцюгів.

5. Чому батарея переходить у глухий кут, якщо підключити клеми безпосередньо, але якщо ви додасте лампочку (резистор), це не відбувається?

Я не впевнений, що ви маєте на увазі під "мертвим коротким".

Підключення клем акумулятора разом призводить до великого струму, розрядженого при напрузі акумулятора. Ця напруга розсіюється через внутрішній опір акумулятора та провід провідника у вигляді тепла - тому що навіть провідники мають певний опір.

Ось чому короткочасні батареї сильно нагріваються. Це тепло може негативно впливати на склад хімічної клітини, поки вона не підірветься.

6. Для чого потрібні резистори?

Ось риторика: уявіть, що цей дивовижний концерт. Всі ваші улюблені групи збираються там. Це буде чудовий час.

Скажімо, організатори заходу не мають поняття реальності. Тож вони роблять вступний внесок на цей дивовижний концерт майже повністю безкоштовним. Вони розміщують його у надзвичайно доступній зоні. Насправді вони такі неорганізовані, що їм навіть байдуже, чи перепродають вони, і місця для всіх, хто купує квитки, не вистачає.

О, і це в Нью-Йорку.

Досить швидко цей дивовижний концерт перетворюється на тотальну катастрофу. Люди сидять один на одного, всюди розливаючи пиво; бійки вириваються, туалети заклинюються, гурти всіх виганяють, і ви ледве чуєте музику, перш за все метушні.

Подумайте про свій світлодіод як про дивовижний концерт. І подумайте, наскільки зіпсованим буде ваш світлодіод, якщо у вас немає більшого опору, щоб не допустити ВСІХ та їхніх мам до показу на концерт.

У цьому тупому прикладі "опір" перекладається на "вартість вступу". За простими економічними принципами підвищення вартості концерту зменшує кількість відвідувачів.

Так само підвищення опору в ланцюзі запобігає проходженню заряду (а згодом і струму). Це означає, що ваш світлодіод (концерт) не буде повністю зірваний усіма людьми (зарядка).

Так, електротехніка - справжня партія.

Який найшвидший спосіб зрозуміти основну електрику? Просто зосередьтеся на питаннях "гарячої кнопки", як описано нижче. Зафіксуйте свої розумові поняття, і все встане на свої місця і має сенс.

Провідники - це матеріали, які складаються з "рухомої електрики". Вони не проводять електроенергію, натомість містять електроенергію, і їхня електроенергія може рухатись. Остерігайтеся поширеного неправильного визначення провідників:

WRONG: Провідники прозорі до струму, як порожні водопровідні труби? Ні.

ПРАВИЛЬНО: усі провідники містять рухомий заряд, як наповнені водою труби.

Провід - як попередньо заповнені шланги, де електрони металу схожі на воду, яка вже знаходиться всередині шланга. У металах власні електрони атомів постійно стрибають навколо і орбітують протягом усієї металевої маси. Усі метали містять «море» рухомої рідини, подібної до електричної енергії. Отже, якщо ми зачепимо кілька металевих проводів по колу, ми створили свого роду прихований приводний ремінь або маховик. Після формування петлі круговий «пояс поясу» вільно рухається всередині металу. (Якщо ми схопимо і помахуємо дротяним колом, ми фактично виробляємо крихітний електричний струм за інерцією, так само, як якщо б провід був шлангом, повним води. Пошук: Ефект Толмана.)

Шлях струму - це повне коло, включаючи джерело живлення. Блоки живлення не постачають електронів. (Іншими словами, коло не має початку. Це петля, як рухомий маховик.) Рухомим електронам сприяють самі дроти. Блоки живлення - це лише електронасоси. Шлях для струму проходить джерело живлення та назад. Блок живлення - це ще одна частина замкнутого контуру.

Електричні струми є досить повільними течіями. Але, як колеса та приводні ремені, коли ми натискаємо на одну частину колеса, все колесо рухається як ціле. Ми можемо використовувати гумовий приводний ремінь, щоб миттєво передавати механічну енергію. Ми можемо використовувати замкнутий контур електрики для миттєвої передачі електричної енергії в будь-яку частину контуру. Але сама петля не рухається зі швидкістю світла! Сама петля рухається повільно. А для систем змінного струму цикл рухається вперед-назад, тоді як енергія постійно рухається вперед. Великий натяк: чим швидше електрони, тим вище ампер. Нульові ампери? Ось тоді зупиняються власні електрони проводів. Ще один натяк: електрична енергія - це хвилі, а електрони - це «середовище», по якому хвилі рухаються. Середній хитається вперед-назад, тоді як хвиля поширюється швидко вперед. Або середній ривок назад, рухаючись повільно, при цьому хвиля рухається вперед надзвичайно швидко. (Іншими словами, жодної "електрики" не існує, оскільки всередині мікросхем завжди рухалися дві окремі речі: повільний круговий струм електронів і швидке одностороннє поширення електромагнітної енергії. Вони рухаються з двома абсолютно різними швидкостями в ланцюгах. і, поки струми течуть в петлях, енергія тече в один бік від джерела до споживача.)

Акумулятори не зберігають електроенергію. Вони не зберігають електричний заряд. Вони навіть не зберігають електричну енергію. Натомість акумулятори зберігають лише хімічне «паливо» у вигляді не підданих корозії металів, таких як літій, цинк, свинець і т. Д. Але тоді, як можуть працювати акумулятори? Легко: акумулятор - це зарядний пристрій, що працює на хімічних батареях. Коли їх металеві пластини роз’їдаються, хімічна енергія виділяється, і вони перекачують електрику через себе. Шлях для струму є проходитьакумулятор і знову вимкніть. (Насоси не використовуються для зберігання перевантажених матеріалів!) І "ємність" акумулятора - це лише кількість хімічного палива всередині. Певна кількість палива здатна перекачувати певну загальну кількість електронів до того, як паливо витрачається. (Це дещо схоже на оцінку вашого бензобака в милях проїзду, а не в галонах. Газові баки не зберігають милі, а батареї не зберігають електроенергію!) Акумуляторні батареї? Ось тоді ми насильно запускаємо їх назад, тому їх внутрішні «вихлопні продукти» перетворюються назад у паливо: корозійні сполуки знову перетворюються на метал.

Резистори не споживають електроенергію. Коли ввімкнена лампочка, її власні електрони починають рухатися, оскільки нові електрони потрапляють в один кінець нитки, але в той же час інші електрони залишають далекий кінець. Нитка - це частина повного кільця електронів, яке рухається, як приводний ремінь. Нагрівальний ефект - це своєрідне тертя, як при натисканні великим пальцем на ободок обертової шини. (Великий палець не споживає гуму. Натомість вона просто нагрівається тертям, а лампочки не споживають електронів, вони просто «натираються» рухомими електронами і нагріваються тертям.) Отже, резистори - це лише пристрої тертя. Шлях для електронів проходить, і жодні електрони не споживаються і не втрачаються. Зверніть увагу, що чим швидше електрони, тим вище ампер, і тим більше нагрівання. "Низький" струм - це просто повільна електрика.

Я також початківець, але спробуйте відповісти на ваші запитання:

1. Не існує спокою в течії. Струм використовується стільки, скільки потрібно. Якщо ви підключите провід від + (VCC) до - (GND), ви отримаєте коротке замикання. Дивіться це, як немає гальма, як швидко можуть бігти електрони.

2. Якщо резистора немає, світлодіод буде використовувати електрони з максимально швидкою швидкістю. Оскільки цього занадто багато, світлодіод згорить (рано чи пізно).

3. Я не знаю причини, чому він падає, ймовірно, внутрішній механізм світлодіода викликає деяку напругу. Це означає, що в решті залишилося менше напруги. І так, це триватиме, поки нічого не залишиться. Це може призвести до того, що подальші світлодіоди або не світяться, або блимають / поводяться неправильно або тьмяніють.

4. Насправді ви повинні обчислити його через те, наскільки яскравим ви хочете, щоб ваш привід був. Таким чином, більш високий резистор робить світлодіод менш яскравим.

5. Лампочка має внутрішній опір, тому резистор не потрібен.

6. Він не їсть акумулятор, він просто змушує потік електронів повільніше (принаймні, це легка аналогія).

7. Кожна лампочка має внутрішній опір, тому це не призводить до короткого замикання. Якщо ви використовуєте занадто багато напруги, вона зламається.

Читайте про модель електричної води. Він порівнює струм з водою, що тече навколо, і може допомогти зрозуміти, що означають такі терміни, як струм і напруга, і як вони діють разом.

Редагувати
Я згадав цю модель, тому що вона мені дуже допомогла зрозуміти кілька речей.
laptop2d вірно, пояснення краще, ніж "піти шукати це". Але тут досить довго пояснювати всю справу, коли інші сайти вже робили це належним чином. Я не знаю, і описувати речі англійською мовою може також не найкраща ідея ... але спробуємо.

Виправте мене, якщо я помиляюся!

Порівняйте електроенергію з резервуаром для води вгорі - джерелом - і водою з-під раковини. У верхньому резервуарі є вода, яка хоче пробігти через трубу в нижню ємність. Це ваш акумулятор. Зарядити акумулятор - означає залити воду з нижнього бака у верхній бак. Маючи порожній верхній бак - це порожній акумулятор.
Уявіть, що там є труба зверху вниз - дріт.
Вода хоче стікати по трубі - акумулятор хоче виробляти електричний струм у проводі.
Клапан в трубі порівнюється з вимикачем.
Відкриття клапана лише до половини можна розуміти як резистор. Це обмежує потік води.
Водяне колесо - це споживач і резистор теж. Це також обмежує потік води. Якщо клапан додатково використовується для створення опору, можна регулювати швидкість обертання колеса.
Тиск води між двома баками - це напруга. Бак з більш високим розміщенням має більш високий тиск щодо нижнього бака. Тиск води, резистор і кількість води, що тече, залежать один від одного. Це закон Ома. Широка труба, що не має нічого іншого, дозволяє протікати неконтрольовано важким потоком води - коротке замикання. Баки та труба можуть бути пошкоджені.
Кількість води, що протікає за 1 секунду через труби, - це струм. Будьте в курсі часу тут!

З цією моделлю ви, можливо, зрозумієте речі краще. Наприклад, що вода, що не тече через колесо, нікуди більше не йде. Він чекає, коли резервуар буде використаний пізніше.

Поки що відповіді зосереджені на конкретних прикладах у запитанні, які за обсягом є досить обмеженими. Я вважаю, що справжнє нерозуміння випливає з більшого ознайомлення з цифровою логікою, ніж традиційні аналогові схеми (що призводить до цих обмежених прикладів).

Простіше кажучи, цифрову схему (наприклад, MPU) можна побудувати з елементами перемикання, що перебувають у жорсткому режимі. Інтегральні схеми побудовані таким чином для покращення споживання енергії.

Резистори важливі, коли ланцюг стає аналогом (або справжнім, як це можуть виразити деякі люди). Якщо розмір сигналу важливий, найімовірніше задіяні резистори.

• Класична схема підсилювача (якщо тільки коефіцієнт підсилення становить -1) спирається на співвідношення резисторів.
• Перетворювачі A / D і D / A, ймовірно, використовують резистори.
• Контроль стану за замовчуванням (підтягування / висунення) використовують резистори.
• Прості схеми синхронізації використовують мережу RC. Це можна побачити в ланцюзі затримки скидання.
• Заряд акумулятора, регулювання напруги та струму використовують резистори, як визначено в питанні, - у різних типах зворотного зв'язку та стабілізаційних функцій.

Аналогові аспекти безлічі сучасних мікросхем затьмарені або містяться в попередньо упакованих модулях. Поява цифрового дизайну зменшило можливості зрозуміти прості аналогові концепції.

TL; DR для конкретного випадку світлодіода (на запитання про:)

Будь-яке навантаження, підключене до джерела постійної напруги постійного струму (наприклад, акумулятор), яке фактично не є резистором певного опису, - або не в змозі черпати енергію з акумулятора, або коротке замикання.

Деякі електричні навантаження, як правило, поводяться як резистори (і вони є резисторами, просто не схожими на електронні компоненти), наприклад, лампочки, нагрівачі простору, духовки. Вони, якщо правильно розроблені, самостійно регулюють енергоспоживання, якщо живляться від джерела постійної напруги (акумулятор, електромережа, більшість джерел живлення).

Деякі (як двигуни, трансформатори), хоча і не резистори, будуть поводитися рівноцінно, коли вони підключені до джерела змінного струму постійної напруги .

Інші навантаження (як світлодіоди, голі люмінесцентні трубки) самі по собі не поводяться як резистори і не здатні регулювати власну енергоспоживання під час живлення від постійних джерел напруги . Ідеальним джерелом живлення для цих навантажень є постійне джерело струму , а додаткові компоненти, необхідні навколо них, знаходяться там, щоб змусити ваше постійне напруга живитись достатньо, як постійне джерело струму.

Сподіваємось, що вже опубліковані відповіді дають певні роз’яснення, але якщо я не пропустив це, було одне питання, яке не дуже охоплювалося: «Чому батарея переходить у глухий кут, якщо ви підключаєте клеми безпосередньо, але якщо ви додаєте лампочку ( резистор), це не так? "

Насправді, коли холодно (тобто не горить), лампа розжарювання майже майже не вистачає; його опір дуже низький - але він, як правило, має набагато більше, ніж дроти, підключені до нього. Таким чином, ми можемо наблизити ситуацію до дуже низького значення резистора в протилежному колі, що не має стійкості. Через це, коли акумулятор вперше підключений, вся його різниця потенціалів (напруга) падає на малий опір лампи, що спричиняє високий струм (закон Ома на роботі). Коли у нас в основному стабільне напруга при великому струмі по всьому компоненту, воно буде споживати багато енергії(P = IV), і він буде нагріватися (як і в стороні, акумулятор відчуває таку ж різницю потенціалів і той самий струм, щоб він також нагрівався - але це великий важкий предмет, тоді як лампа - це крихітний згорнутий повзунок вольфрамового дроту, тому останній нагрівається набагато, набагато більше).

Справа в тому, що лампа полягає в тому, що її опір залежить від температури. Зазвичай це не явище, яке проявляє себе дуже сильно, оскільки діапазон температур, з яким ми зазвичай маємо справу, невеликий, але розжарювання лампи піднімається вгору на 3000 К, а у випадку вольфраму опір збільшується з температурою. Отже, як тільки температура нитки стабілізується після підключення батареї - як і її світіння та її опір - вона діє як досить здоровенний резистор. Насправді ви можете це виміряти самостійно: використовуючи налаштування опору DMM, виміряйте опір на клемах лампи (DMM використовує для цього дуже низьку напругу і навіть не наблизиться до освітлення лампи), а потім використовуйте DMM для вимірюйте як напругу, а потім струм через лампу, коли він підключений до акумулятора. Тоді використовуйте закон Ома з цими двома числами (V / I = R), і ви отримаєте набагато більший номер опору, ніж у вас, коли лампа не була запалена. Насправді опір неосвітленої лампи є настільки низьким, що якість контакту між зондами Вашого DMM та клемами лампи матиме значення, і Ви можете боротися за стабільне зчитування.

Як хто - то сказав, коротке замикання на невелику батарею відразу не розплавити провід ви використовуєте , щоб зробити це з , тому що батарея має досить невеликий внутрішній ефективний опір. Ви можете виміряти, що це, взявши V і I показання спочатку невеликим резистором (скажімо, 25 Ом для 9В батареї), а потім V зчитуванням без навантаження на акумулятор. Ви зауважите, що напруга, яку ви вимірюєте при наявному резисторі, трохи менше напруги, що знаходиться біля відкритого ланцюга, що DMM зчитує сама; що різниця напруги, поділена на струм, який ви читаєте, з підключеним резистором, є ефективним внутрішнім опором акумулятора.

Ну перш за все, вам потрібно кілька разів захищати елементи від сильних струмів. Наприклад, якщо ви підключите діод до 9-вольтового акумулятора, струм знищить його, якщо він підключений правильно (A on +, C on -). Щоб уникнути цього, ми підключаємо резистор потужністю 600 Ом, щоб взяти частину напруги на його кінцях, тому менша напруга (+ - 3,3 вольта для світлодіода) з’явиться на кінцях світлодіода.

По-друге, ми не можемо завжди обирати джерело живлення. Ви можете сказати "добре, що є ІС-перетворювачі та трансформатори" Так, але це просто не практично, оскільки вони коштують дорожче і складніше в експлуатації (не кажучи вже про різницю між ідеальними та реальними трансформаторами та їх вагою). Крім того, у нас є динамічні резистори (резистори, які змінюють опір - вибачте, якщо це не термін, я росіянин і є лише перший рік середньої школи з електроніки), які є набагато практичнішими, оскільки ви не можете змінити кількість дротів на трансформаторі.

Судячи з характеру цього питання, я здогадуюсь, що ви просто займаєтеся електронікою, тому вам не потрібно багато хвилюватися про те, що робити. Просто вивчіть стіни - Кірхоффи найголовніше, і ви зрозумієте, як працює струм і як працює напруга. Решта будуть слідувати. Інші речі, на які слід зосередитися, - це розуміння елементів. Стіни приходять першими, елементи - другими ... Коли ви вивчите свою теорію, ви зможете працювати з LSIC та забруднити руки. Або ви можете почати працювати з Arduino чи іншим. У мене є OSOYO, і це дивовижно. (ця публікація не є фірмовою ардуїно)

ТАКОЖ ПАМ’ЯТАЙТЕ ЦЕ:

Струм дорівнює напрузі над опором.

Це може бути корисно, щоб отримати обробку щодо одиниць і оцінок:

• мАг - міліампер-година. Міра електричного заряду. Сам по собі це мало що говорить. Оцінюючи акумулятор, він має значення в поєднанні з номінальною напругою акумулятора, як міру енергії, яку акумулятор може зберігати. Міліампер-година - це величина суми заряду, представленої струмом в один міліампер, що протікає протягом однієї години.
• А - Амп (або Ампер). Міра електричного струму - швидкість потоку заряду.
• V - напруга. Це міра потенціалу. Знову ж таки, сама по собі це не повна специфікація для акумулятора, але важлива. Ідеальна батарея підтримуватиме задану напругу та подавати стільки або мало струму в ланцюг, скільки потрібно для підтримки цієї напруги на її клемах. Справжній акумулятор матиме внутрішній опір, тому він матиме напругу "відкритого контуру" (без навантаження); напруга знизиться при збільшенні навантаження (вона повинна подавати більше струму в ланцюг). По мірі виснаження більшості реальних батарей напруга також знижується; залежність між станом заряду та напругою відкритого контуру залежить від конструкції та хімії акумулятора. Струм «короткого замикання» - це струм, який акумулятор доставить, якщо обмежений лише його внутрішнім опором.
• W - Ватт. Це міра потужності (швидкість передачі енергії за певний проміжок часу). Вт може вимірювати механічну або електричну потужність; так чи інакше, це швидкість, з якою виконується робота. В електричному відношенні потужність - це добуток напруги та струму (вольт х ампер).
• кВт * год - кіловат-годину. Це міра енергії. Кіловат-година являє собою тисячу ват енергії, що постачається за одну годину, або 1 ват енергії, що постачається за тисячу годин, 10 ватт за 100 годин тощо (Вт х х годин).
• Ом- опір. Ідеальний резистор демонструватиме пропорційну залежність між струмом, що проходить через нього, і напругою, що подається на його клеми; подвоїти напругу, і ти подвоїш струм (або навпаки). Цей взаємозв'язок можна розглядати як дію будь-яким із двох способів: якщо прикласти конкретну напругу через резистор, він пропустить певну кількість струму; якщо примусити конкретну кількість струму через резистор, це створить певне падіння напруги. Так чи інакше, величина опору встановлює фіксовану залежність між напругою через його клеми та струмом через нього. Аналізуючи схему, ви можете використовувати це для вирішення будь-якого з трьох значень (струм, напруга, опір), якщо ви знаєте інші два. Ом = вольт / ампер, або, ампер = вольт / Ом, або, вольт = ампер х Ом. Реальні резистори мають додатковий рейтинг: потужність - це кількість потужності, яку резистор може розсіяти, не руйнуючи себе. Якщо застосувати один вольт через резистор 1 Ом, то через нього буде протікати 1 Ампер струму, і він буде розсіювати 1 Вт потужності як тепло; якщо подвоїти напругу, ви подвоюєте струм, але тепер цей резистор на 1 Ом буде розсіювати 2В х 2А = 4 Вт потужності як тепло. Якщо для цього не встановлено, або фізична конструкція не дозволяє відводити це тепло, воно перегріється, перегорить і, можливо, почне пожежу. але тепер цей резистор на 1 Ом буде розсіювати 2В х 2А = 4 Вт потужності як тепло. Якщо для цього не встановлено, або фізична конструкція не дозволяє відводити це тепло, воно перегріється, перегорить і, можливо, почне пожежу. але тепер цей резистор на 1 Ом буде розсіювати 2В х 2А = 4 Вт потужності як тепло. Якщо для цього не встановлено, або фізична конструкція не дозволяє відводити це тепло, воно перегріється, перегорить і, можливо, почне пожежу.

Коли ви аналізуєте схеми, у вас з'являться "знання" та "невідомі". Наприклад, ви можете знати напругу акумулятора та опір навантаження, яке воно подає. Враховуючи це, ви можете розрахувати струм, який буде проводити схема. У складному ланцюзі можуть бути численні значення опору та такі пристрої, як світлодіоди чи транзистори, які матимуть певні властивості:

• діоди мають характерні напруги вперед - вони підтримуватимуть приблизно однакову напругу в широкому діапазоні струму. Реальний діод матиме характерну нелінійну криву, що стосується прямого струму до напруги вперед; у нормальному робочому діапазоні крива має такий неглибокий нахил, що для більшості цілей вважається рівним (постійне напруга). Щоб зрозуміти, чому це відбувається, потрібно прочитати напівпровідникові діоди
• перехідні транзистори мають характерну напругу базового випромінювача - як напруга прямого діода, напруга базового випромінювача також майже постійне в широкому діапазоні струму; вона теж має нелінійну криву, що стосується напруги та струму, і дуже схожа на діод. Знову ж таки, щоб зрозуміти ці властивості, вам потрібно прочитати транзистори .

Ви можете використовувати ці властивості для роботи по ланцюгу для обчислення струмів через шляхи, де ви знаєте напруги, напруги в вузлах, де ви знаєте струми через певні шляхи, та еквівалентні опори, у яких підключені резистори. Це важливо, оскільки струми та напруги визначають енергоспоживання (або розсіювання), що говорить вам про те, чи буде схема взагалі працювати, які номінали компонентів потрібно вибирати та скільки енергії потрібно буде подавати.

Тепер ... навіщо нам потрібен резистор послідовно з нашим світлодіодом?

Скажімо, у нас є джерело живлення 5 В та світлодіод, для якого характеристики 3,2 В і 20 мА, це означає, що світлодіод буде працювати при прямому напрузі 3,2 В, і його слід керувати струмом близько 20 мА; менше, і він не виділятиме стільки світла, скільки спекулянтів, тим більше, і він буде яскравішим, тепліше і може мати коротше життя.

Якщо ми підключимо світлодіод без резистора, джерело живлення спробує привести стільки струму, скільки може для підтримки 5В. Світлодіод пропустить величезну кількість струму до того, як напруга на його клемах підійде до 5В. Ймовірно, джерело живлення досягне межі свого струму і дозволить напрузі впасти, але в цей момент через світлодіод буде протікати занадто великий струм, і він буде випромінювати яскравий спалах і підніматися в димі.

Отже ... ми хочемо обмежити світлодіодний струм приблизно 20 мА, тоді як напруга на джерелі живлення залишається 5 В, а напруга на світлодіоді - 3,2 В. Нам потрібен резистор послідовно, який пропускатиме близько 20 мА (0,02А) струму при 1,8 В (1,8 + 3,2 = 5). Отже, обчислюємо 1,8 В / .02А = 90 Ом. Для цього ми могли вибрати стандартний резистор 82 Ом. 1,8 В / 82 Ом = 21,9 мА. Трохи вище специфікацій, але маржа в 10% не повинна бути проблемою. Майте на увазі, що не можна вважати, що реальні пристрої мають точно визначені властивості; резистор може бути трохи більше або трохи менше, ніж spec'd, і світлодіод може працювати при напрузі трохи вище або трохи нижче, ніж spec'd. Ми проектуємо для номінального випадку, знаючи, що реальна продуктивність нашої схеми може бути дещо іншою.

Отже ... що ми тут зробили? Ми використовували резистор для регулювання того, що відбувається в нашій схемі, щоб ми могли використовувати наявне джерело живлення та керувати світлодіодом у межах своїх специфікацій.

Що ще ми можемо зробити з резистором?

Загальне використання резисторів полягає в регулюванні напруг або обмеженні потоків струму. Наприклад: у вас 5В джерела живлення і вам потрібна 3В посилання. Виберіть два резистори з нашого контейнера: 330 Ом і 220 Ом і з'єднайте їх послідовно: 220 між 5-провідним проводом і нашим опорним виходом, а 330 - між опорним виходом і 0В. Через ці резистори буде постійний струм 5В / 550 Ом = ~ 10мА, але ми побачимо напругу 3В на нашому опорному терміналі. Такі речі часто використовуються для проектування схем, як підсилювачів, де нам потрібно встановити конкретну напругу, частку якоїсь іншої напруги тощо.

Ми можемо використовувати резистори для визначення постійних часу. Якщо підключити резистор і конденсатор послідовно, струм спочатку буде надходити в конденсатор; цей початковий струм буде визначатися значенням напруги та опору ланцюга. Але конденсатор зарядить; по мірі заряду він створить напругу на своїх клемах; це знизить напругу на клемах резистора, зменшивши струм через нього. Це зменшить швидкість, з якою конденсатор заряджається, зменшить швидкість, з якою підвищується його напруга тощо, і так далі. Врешті-решт конденсатор досягне напруги в ланцюзі, напруга на протязі та струм через резистор буде нульовим. Значення опору і ємності визначатимуть час, необхідний для заряджання конденсатора до певної частки напруги ланцюга; кількість, відома якПостійна часу - це час, за який напруга конденсатора заряджається приблизно до 63% напруги ланцюга. Це використовується для проектування таких схем, як осцилятори та фільтри.

Резистори існують і використовуються для обмеження віртуальних "нескінченностей". У тому сенсі, що без резистора компонент згорів би, або запобіжник би запалив, або ланцюг просто не діятиме так, як очікувалося.

Менш крайніми прикладами може бути «зміщення» ланцюга до певної напруги в поєднанні з іншими резисторами або стабілітронами. Вони також обмежують "напругу" струму до джерел живлення, тим самим продовжуючи термін служби вимикача.

Завдяки падінню напруги на резисторах із струмом, що протікає через нього, вони роблять чудові та точні датчики струму.

Ще більш екзотичні причини полягають у припиненні паразитарних коливань або відбитих хвиль у радіопередачах РФ. MOSFET зазвичай має резистор на своїх воротах для запобігання дзвінка та перекриття на зливі, через різкі піднімаються / падаючі кромки.

У поєднанні з конденсаторами вони створюють «постійну час» для використання в якості фільтра або затримки. Це може бути для настройки частоти, або, якщо більш надійний, виконує функції пульсаційного фільтра в джерелах живлення.

Сказати, що вони обмежують "нескінченність" звучить як банально, але без них у нас не було б технології. Навіть у моделі 'T' Ford були великі банки резисторів, щоб вибрати правильний струм зарядки для акумулятора. Сьогодні це була не точна зарядка, але рішення «просто-на-віч» було досить гарним тоді.

Здається, ви не повністю розумієте, як протікає струм та його зв’язок із напругою. Якщо ви розумієте ці відносини, то можете легко відповісти на всі ваші запитання.

Електрони хочуть якнайшвидше переміститися з місця високої напруги до місця низької напруги, наприклад, з одного кінця батареї на інший. Якщо два кінці акумулятора будуть з'єднані безпосередньо між собою дротом, електрони все неймовірно швидко підскочать до кінця низької напруги, оскільки нічого не сповільнюється.

Резистор сповільнює швидкість руху електронів по ланцюгу. Без резистора акумулятор миттєво вигорить.