Закон Ома

 

            Сила тока, текущего по однородному металлическому провднику, пропорциональна падению напряжения на проводнике

            =1/*

            Величина называется электрическим сопротивлением проводника. Сопротивление измеряется в омах (Ом), а сила тока I – в амперах. Сопротивление металлического проводника пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади А его поперечного сечения. Оно остается постоянным, пока постоянна его температура. Обычно эти положения выражают формулой R=l/A

где – удельное сопротивление, зависящее от материала проводника и его температуры. Температурный коэффициент удельного сопротивления определяется как относительное изменение величины при изменении температуры на один градус. В таблице приведены значения удельных сопротивлений и температурных коэффициентов сопротивления некоторых обычных материалов, измеренные при комнатной температуре. Удельные сопротивления чистых металлов, как правило, ниже, чем у сплавов, а температурные коэффициенты – выше. Удельное сопротивление диэлектриков, особенно серы и слюды, намного выше, чем металлов; отношение достигает величины 10²³. Температурные коэффициенты диэлектриков и полупроводников отрицательны и имеют относительно большие значения.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

 

Электрические цепи, совокупности соединенных определенным образом элементов и устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Теория цепей – раздел теоретической электротехники, в котором рассматриваются математические методы вычисления электрических величин. Многие из этих электрических величин определяются параметрами компонентов, составляющих цепи, – сопротивлениями резисторов, емкостями конденсаторов, индуктивностями катушек индуктивности, токами и напряжениями источников электрической энергии. Электрические цепи подразделяются на цепи постоянного тока и цепи переменного тока.

 

Цепи постоянного тока.

 

Для расчета силы постоянного тока в простой цепи можно использовать закон, открытый Омом:

=/

где R – сопротивление цепи и V – ЭДС источника.

 

Рассмотрим несколько вариантов соединения проводников.

 

Последовательное соединение проводников

Если несколько резисторов с сопротивлениями R₁, R₂ и т.д. соединены последовательно, то в каждом из них ток I одинаков и напряжение цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи. Общее сопротивление можно определить как сопротивление R последовательного соединения группы резисторов.

Общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на отдельных участках данной цепи:

U₁ + U₂ + ... + U_n = U

            I₁*R₁ + I₂*R₂ +... + I_n*R_n = I*R

 

Общая сила тока в цепи равна силам тока на отдельных участках данной цепи:

            I₁ = I₂ =...= I

Общее сопротивление в цепи равно сумме сопротивлений на отдельных участках данной цепи:

R = R₁ + R₂ + ... + R_n

 

 

Параллельное соединение проводников

 

 

Если резисторы соединены параллельно, то напряжение на группе совпадает с напряжением на каждом отдельном резисторе. Полный ток через группу резисторов равен сумме токов через отдельные резисторы, т.е.

I = I₁ + I₂ + ... + I_n

Общая сила тока в цепи равна сумме сил тока на отдельных участках.

Общее напряжение в цепи равно напряжениям на отдельных участках:

U₁ = U₂ = ... = U_AB

Поскольку I₁ = /R₁, I₂ = /R₂, I₃ = /R₃ и т.д., сопротивление параллельного соединения группы R_p определяется соотношением

U/R = U₁/R₁ + U₂/R₂ + ... + U_n/R_n

откуда следует

1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

 

Электрические измерения, измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока, мощность. Измерения производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения. В электрических измерениях используются основные единицы системы СИ: вольт (В), ом (Ом), фарада (Ф), генри (Г), ампер (А) и секунда (с).

Измерительные приборы

Электроизмерительные приборы чаще всего измеряют мгновенные значения либо электрических величин, либо неэлектрических, преобразованных в электрические. Все приборы делятся на аналоговые и цифровые. Первые обычно показывают значение измеряемой величины посредством стрелки, перемещающейся по шкале с делениями. Вторые снабжены цифровым дисплеем, который показывает измеренное значение величины в виде числа. Цифровые приборы в большинстве измерений более предпочтительны, так как они более точны, более удобны при снятии показаний и, в общем, более универсальны. Цифровые универсальные измерительные приборы («мультиметры») и цифровые вольтметры применяются для измерения со средней и высокой точностью сопротивления постоянному току, а также напряжения и силы переменного тока. Аналоговые приборы постепенно вытесняются цифровыми, хотя они еще находят применение там, где важна низкая стоимость и не нужна высокая точность. Для самых точных измерений сопротивления и полного сопротивления (импеданса) существуют измерительные мосты и другие специализированные измерители. Для регистрации хода изменения измеряемой величины во времени применяются регистрирующие приборы – ленточные самописцы и электронные осциллографы, аналоговые и цифровые.

 

ЭЛЕМЕНТЫ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Резистор

РЕЗИСТОР - это проводник обладающий сопротивлением, т.е. он пропускает через себя ток, но придерживая его, оказывая ему сопротивление. Чем больше сопротивление, тем меньше тока проходит через резистор. Сопротивление измеряется в омах (ОМ ). Вторая хорактеристика - это его мощьность - чем больше мощьность, тем больше тока он сможет удержать.

Обозначается резистор так.

 

Эта деталь чаще всего встречается на схеме. Раньше ее называли сопротивление. Некоторые и сейчас продолжают так ее называть. И если где-то в описании схемы вы увидите Это слово, не пугайтесь.

Конденсатор

простой

 

 

и электролитические конденсаторы так же плохие

Конденсатор обозначается так .

 

Если возле конденсатора стоит + то этот конденсатор электролитический и его нужно подключать точно по схеме (плюс на конденсаторе к плюсу на схеме).

 

Конденсатор способен накапливать в себе ток . Чем больше емкость, тем больше энергии он может накопить. Емкость конденсатора измеряется в ФАРАДах , но в электронике используются более слабые конденсаторы и измеряются они в Микро-фарадах (Мкф), нанофарадах (Нф) и пико-фарадах (Пф).

Транзистор

 

ВНЕШНИЙ ВИД

Так он обозначается НА СХЕМАХ.

 

 

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОВ

 

 

Если не понимать суть транзистора, то все весьма печально.

Буквами обозначены выводы транзистора :

Э – эммитер

К- коллектор

Б - база.

На схеме эти буквы не пишутся. Запомнить название выводов легко - эмитер - это вывод со стрелкой, база - вывод к которому сходятся 2 других и третий - коллектор.

Транзистор - работает как усилитель. Если на базу(Б) подать напряжение 1 , то от базы к колектору он пропустит напряжение 2 . Чем больше будет 1, тем больше будет 2.

На рисунке : Например, если подать на базу напряжение (ток) в 0,1 вольта , то транзистор пропустит через себя (от Э к К) 1,5 и лампочка будет гореть слабо. Но если подать на базу напряжение не 0,1 , а 0,2 , то на лампочку пройдет уже 3 . (цифры даны приблизительно, так легче понять).

Стрелка на эмиторе показывает направление движения тока (плюса). Т.е. если стрелка направлена к базе (Б), то эмитер долхен подключаться к плюсу, а на базу должно идти минусовое напряжение, иначе ток не пройдет и транзистор может перегореть.

Если стрелка направлена от базы, то на эммитор должен идти минус, а на базу + .

Это основа ! Это нужно понять или хотябы запомнить, по ходу "обучения" я объясню это на примере и все станет понятно.

 

Диод

Диод обозначается так:

 

Диод пропускает ток только в одну сторону от анода к катоду. Треугольник в обозначении диода какбы показывает, что ток пройдет. Палочка катод изображает стену, черезх нее ток пройти не может. В данном случае ток может пройти только слева на право.как на рисунке можете попробовать. Только лампочка должна сетится без диода .

 

 

Светодиод

Обозначается светодиод так:

Название говорит само для себя - светодиод не только пропускает через себя ток в одном направлении, но и светится. Сейчас в электронике вместо лампочек используют светодиоды, т.к. они меньне по размеру и потребляют меньше энергии. Напряжение питания светодиода от 1.6 до 3 аш 12 вольт.

Самые простые схемки

 

 

 

Логические элементы и логические функции

Логический элемент компьютера — это часть электронной логичекой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.К логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ и другие (называемые также вентилями), а также триггер.

С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов и один или два выхода.

Чтобы представить два логических состояния — “1” и “0” в вентилях, соответствующие им входные и выходные сигналы имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 вольт и 0 вольт.

Высокий уровень обычно соответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”).

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание сложных логических схем.

Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности. Таблица истинности это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний. На последнем рисунке используется часть логической схемы.

Элемент НЕ

Функция =()=() - отрицание НЕ или инверсия (() - это НЕ ).

Техническая реализация этой функции - инвертор на любом транзисторе или логическом элементе, или транзисторный ключ.

 

Таблица истинности функции отрицания имеет вид:

            Логический элемент НЕ обозначается на схемах следующим образом: (пишется чертой сверху).

Элемент ИЛИ

Логическое ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция): = 1 + 2 = 12.

Техническая реализация этой функции - два параллельно соединенных ключа:

 

            Таблица истинности логического ИЛИ имеет вид:

 

 

            Логический элемент ИЛИ обозначается на схемах следующим образом:

Элемент И

Логическое И (логическое умножение, конъюнкция, схема совпадений): = 12 = 1&2

Техническая реализация этой функции - два последовательно соединенных ключа:

Таблица истинности логического И имеет вид:

 

Логический элемент И обозначается на схемах следующим образом:

 

ЗАПОМИНАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Запоминающие блоки (устройства) – неотъемлемая часть любого современного компьютера во многом определяющие его технические характеристики. С первых шагов по созданию вычислительной техники вообще и до сегоднешнего дня большие коллективы физиков, технологов и схемотехников бьются над тем, чтобы приблизить характеристики запоминающих элементов к идеальным. Достижения в этой области гигантские (информационные объемы запоминающик устройств за 40 лет увеличились в миллионы раз, как и уменьшились физические габариты и потребляемая мощьность, быстродействие возросло в тысячи раз), однако, многие проблемы в этой области остаются нерешенными и до создания идеального запоминающего устройства еще далеко.

Необходимо обратить внимание на использование терминов “запоминающий” и “память”. Термин “память” обычно используется приминительно к биологическим объектам (механизм этой памяти до сих пор зпгадка), а “запоминающий” к техническим. Это отражает принципиальное различие в механизмах хранения и обработки информации в технических и живых системах.

Под запоминающим Элементом будем понимать некоторый физический объект, электрическую схему или их совокупность, способные по внешней команде запоминать (фиксировать) некоторое входное воздействие, сохранять некоторое время значения одного или несколько его параметров, воспроизводить по внешней команде сохраняемые значения.

 

Требования к элементу

·        Время реакции на команду записи стремиться к  0

·        Время реакции на команду чтения стремиться к 0

·        Время хранения информации стремиться к бесконечности

Существуют:

·        Элементы оперативных быстродействующих устройств, характеризующихся равными временами записи и чтения, энергозависимостью и существеннными ограничениями информационного объема опера