Как определить полярность, не имея приборов

Как определить полярность неизвестного вам источника питания? Давайте предположим, что вам  в руки попался какой-нибудь блок питания постоянного напряжения, батарейка или аккумулятор. Но… на нем не обозначено, где плюс, а где минус. Да, дело быстро решается мультиметром, но что делать, если у вас его нет под рукой? Спокойно. Есть три проверенных рабочих способа.

Определяем полярность с помощью воды

Думаю, это самый простой способ определения полярности. Первым делом наливаем водичку в какую-нибудь емкость. Желательно не металлическую. От источника питания с неизвестными клеммами отводим два провода, отпускаем их в нашу водичку и смотрим внимательно на контакты. На минусовом выводе начнут выделяться пузырьки водорода. Начинается электролиз воды.

Как определить полярность с помощью сырого картофеля

Берем сырую картофелину и разрезаем ее пополам.

Втыкаем в нее два наших провода от неизвестного источника постоянного тока и  ждем 5-10 мин.

Около плюсового вывода на картошке образуется светло-зеленый цвет.

 [quads id=1]

Как определить полярность с помощью компьютерного вентилятора

Берем вентилятор от компьютера. Он имеет два вывода, а иногда даже три. Третий может быть желтый провод – датчик оборотов. Но его мы все равно использовать не будем. Нас волнуют только два провода – это красный и черный. Если на красном проводе будет плюс, а на черном –  минус, то вентилятор у нас будет вращаться

Если же не угадали, то лопасти будут стоять на месте.

Вентилятор используем, если известно, что напряжение источника питания от 3 и до 20 Вольт. Подавать на вентилятор напряжение более 20 Вольт чревато для него летальным исходом.

Если не понятно по картинкам, смотрите видео про полярность:

Полярность падения напряжения

1. Радиоэлектроника
2. Схемотехника
3. Основы электроники и схемотехники
4. Том 1 – Цепи постоянного тока

1. Книги / руководства / серии статей
2. Основы электроники и схемотехники. Том 1. Цепи постоянного тока

Добавлено 24 октября 2020 в 21:29

Сохранить или поделиться

При использовании традиционного обозначения протекания тока мы можем отследить направление тока в цепи, начав с положительного (+) вывода и перейдя к отрицательному (-) выводу батареи, единственного источника напряжения в заданной цепи. Отсюда мы можем увидеть, что ток течет по часовой стрелке, от точки 1 к 2, к 3, к 4, к 5, к 6 и снова обратно к 1 (рисунок 1).

Когда ток встречает сопротивление 5 Ом, на концах резистора происходит падение напряжения. Полярность этого падения напряжения положительная (+) в точке 3 относительно точки 4. В соответствии с направлением тока мы можем отметить полярность падения напряжения на резисторе символами плюс и минус; на какой бы вывод резистора ток ни

входил, он будет положителен по отношению к выводу резистора, из которого ток выходит:

Рисунок 1 – Полярность падения напряжения на резисторе

Мы могли бы сделать нашу таблицу напряжений немного более полной, отметив полярность напряжения для каждой пары точек в этой цепи:

Между точками 1 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 1 (+) и 5 (-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 5 (-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 5 (-) = 10 вольт
Между точками 1 (+) и 6 (-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 6 (-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 6 (-) = 10 вольт 

Хотя документировать полярность падения напряжения в этой цепи может показаться немного глупым, это важная концепция, которую нужно освоить. Это будет критически важно при анализе более сложных схем, включающих несколько резисторов и/или источников напряжения.

Полярность не имеет ничего общего с законом Ома

Следует понимать, что полярность не имеет ничего общего с законом Ома: в уравнения закона Ома никогда не должно входить отрицательное напряжение, ток или сопротивление! Есть и другие математические принципы электричества, которые учитывают полярность с помощью знаков (+ или -), но это не закон Ома.

Резюме

• Полярность падения напряжения на любом резистивном компоненте определяется направлением тока через него: плюс на входе и минус на выходе.

Оригинал статьи:

Теги

ОбучениеПадение напряженияПолярностьСхемотехникаЭлектрический токЭлектрическое напряжениеЭлектричество

Сохранить или поделиться

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Увеличьте сопротивление наушников с помощью резисторов

У меня есть мобильный телефон LG-V30, который имеет встроенный усилитель для наушников с двумя режимами воспроизведения звука в зависимости от того, какие наушники вы подключаете.

• Нормальный режим для наушников до 50 Ом, низкий уровень выходного сигнала, усилитель отключен.
• Режим высокого импеданса для наушников более 50 Ом, высокий выход, усиление включено.

Я использую наушники Takstar 82 Pro, которые в соответствии со спецификациями составляют 32 Ом (плюс-минус 15%).

Эти наушники имеют съемный кабель, и у меня есть два разных кабеля, короткий кабель (1 м) и длинный кабель (2 м). Когда я подключаю наушники с помощью короткого кабеля, мобильный телефон распознает их как менее 50 Ом, но когда я использую длинный кабель, они распознаются как более 50 Ом, и усилитель включается, что приводит к более высокому уровню звука и просто лучшему звучанию в целом ,

Я измерил кажущееся сопротивление кабеля, измерив ом между наконечниками.

• Короткий кабель: 0,4 Ом
• Длинный кабель: 1,5 Ом

Вопросы:

1. Возможно ли, что более высокое сопротивление более длинного кабеля каким-то образом обманывает телефон, заставляя думать, что наушники имеют более высокое сопротивление?
2. Можно ли как-нибудь добавить линейные резисторы к короткому кабелю, чтобы имитировать сопротивление более длинного кабеля, чтобы я мог использовать наушники в режиме высокого сопротивления с коротким кабелем?
3. Если да, то какими значениями будут эти резисторы?
4. Будет ли это портить качество звука, как встроенные конденсаторы?

Заметки:

• Я знаю, что есть другие наушники с более высоким сопротивлением, но я хочу использовать эти конкретные модели.
• Поведение мобильного телефона не может быть изменено пользователем.
• Мои знания в области электроники несколько базовы, так что будьте осторожны 🙂

Как определить полярности диодов: плюс или минус

Диоды относятся к категории электронных приборов, работающих по принципу полупроводника, который особым образом реагирует на приложенное к нему напряжение. С внешним видом и схемным обозначением этого полупроводникового изделия можно ознакомиться на рисунке, размещённом ниже.

Общий вид изделия

Особенностью включения этого элемента в электронную схему является необходимость соблюдения полярности диода.

Дополнительное пояснение. Под полярностью подразумевается строго установленный порядок включения, при котором учитывается, где плюс, а где минус у данного изделия.

Эти два условных обозначения привязываются к его выводам, называемым анодом и катодом, соответственно.

Особенности функционирования

Известно, что любой полупроводниковый диод при подаче на него постоянного или переменного напряжения пропускает ток только в одном направлении. В случае обратного его включения постоянный ток не протекает, так как n-p переход будет смещён в непроводящем направлении. Из рисунка видно, что минус полупроводника располагается со стороны его катода, а плюс – с противоположного конца.

Расположение и обозначение выводов

Особенно наглядно эффект односторонней проводимости может быть подтверждён на примере полупроводниковых изделий, называемых светодиодами и работающих лишь при условии правильного включения.

На практике нередки ситуации, когда на корпусе изделия нет явных признаков, позволяющих сразу же сказать, где у него какой полюс. Именно поэтому важно знать особые приметы, по которым можно научиться различать их.

Способы определения полярности

Для определения полярности диодного изделия можно воспользоваться различными приёмами, каждый из которых подходит для определённых ситуаций и будет рассмотрен отдельно. Эти методы условно делятся на следующие группы:

• Метод визуального осмотра, позволяющий определиться с полярностью по имеющейся маркировке или характерным признакам;
• Проверка посредством мультиметра, включённого в режим прозвонки;
• Выяснение, где плюс, а где минус путём сборки несложной схемы с миниатюрной лампочкой.

Рассмотрим каждый из перечисленных подходов отдельно.

Визуальный осмотр

Этот способ позволяет расшифровать полярность по имеющимся на полупроводниковом изделии специальным меткам. У некоторых диодов это может быть точка или кольцевая полоска, смещённая в сторону анода. Некоторые образцы старой марки (КД226, например) имеют характерную заострённую с одной стороны форму, которая соответствует плюсу. С другого, совершенно плоского конца, соответственно, располагается минус.

Обратите внимание! При визуальном обследовании светодиодов, например, обнаруживается, что на одной из их ножек имеется характерный выступ.

По этому признаку обычно определяют, где у такого диода плюс, а где противоположный ему контакт.

Применение измерительного прибора

Самый простой и надёжный способ определения полярности – использование измерительного устройства типа «мультиметр», включённого в режим «Прозвонка». При измерении всегда нужно помнить, что на шнур в изоляции красного цвета от встроенной батарейки подаётся плюс, а на шнур в чёрной изоляции – минус.

После произвольного подсоединения этих «концов» к выводам диода с неизвестной полярностью нужно следить за показаниями на дисплее прибора. Если индикатор покажет напряжение порядка 0,5-0.7 Вольт – это значит, что он включён в прямом направлении, и та ножка, к которой подсоединён щуп в красной изоляции, является плюсовой.

В случае если индикатор показывает «единицу» (бесконечность), можно сказать, что диод включён в обратном направлении, и на основании этого можно будет судить о его полярности.

Дополнительная информация. Некоторые радиолюбители для проверки светодиодов используют панельку, предназначенную для измерения параметров транзисторов.

Диод в этом случае включается как один из переходов транзисторного прибора, а его полярность определяется по тому, светится он или нет.

Включение в схему

В крайнем случае, когда визуально определить расположение выводов не удаётся, а измерительного прибора под рукой не имеется, можно воспользоваться методом включения диода в несложную схему, изображённую на рисунке ниже.

Проверка с помощью лампочки

При его включении в такую цепь лампочка либо загорится (это значит, что полупроводник пропускает через себя ток), либо нет. В первом случае плюс батарейки будет подключён к положительному выводу изделия (аноду), а во втором – наоборот, к его катоду.

В заключение отметим, что способов, как определить полярность диода, существует довольно много. При этом выбор конкретного приёма ее выявления зависит от условий проведения эксперимента и возможностей пользователя.

Видео

Оцените статью:

IGZEL LED Tuning — Инструкция установки вставок

Как установить вставки в ручки от igzelledtuning. Универсальная инструкция

Вот небольшая инструкция по установке.
Комплектация подсветки в ручки и их установка.
Провода помечены в красный и синий цвет. Соответствии кр. + : син. —
В комплекте так же идут 4 резистора, они нужны для снижения яркости свечения. Подсоединить их нужно на каждую вставку по 1 шт. в разрыв цепи питания на плюс. Без разницы какой стороной, так как это просто сопротивление и не имеет полярности. Так же, если вам будет удобней, можно подсоединить и на минус, роли в данном соединении ни какой не играет.

К комплекту прилагается специальный герметик, который разрезан на 4 кусочка. Они нужны для крепления вставок, использовать по 1шт. на каждую вставку.
Обратите ВНИМАНИЕ!!! на вставках сверху присутствует транспортная пленка (защитная)
Рекомендация по её снятию. Аккуратно отделите сперва небольшу часть плёнки с угла вставки и только после полной установки и убедившись, что всё успешно закреплено, продолжите ее изъятие.
НУЖНО, перед креплениeм обезжирить поверхность на которую будут крепиться вставки. Используйте вложенный герметик для крепления, который нарезан на 4 кусочка. Отделив по отдельности 1 кусочек для каждой вставки, разместите в то место, где есть наиболее близкое соприкосновение со вставкой, если видно что самое близкое соприкосновение больше 8 мм, то нужно слегка растянуть герметик и прилепить их сперва на саму вставку и после протяжки проводки, приклеивать с небольшим усилием. Вставку прижимать около 30сек.
В последствии их можно демонтировать, для разборки карт и т.д.
Многоразовое использование герметика

.
пример установки на автомобиле LACETTI

https://www.youtube.com/watch?v=jv54mLdguow&t=59s

Протянуть проводку вы можете сквозь отверстия 3мм, которое нужно проделать в углу ниши ручки. Или можно, если позволяет конфигурация вашей ручки, протянуть в удобном месте где не протрётся проводок, например за клавишей закр/откр. или же за самой ручкой.

Подсоединяются к питанию стеклоподъёмников.
Найти питание плюс и минус вы можете использовав в качестве контрольной лампы саму вставку, для этого нужно 2 резистора прикрутить на 2 конца проводки плюс красный и минус синий.

Для чего резистор устанавливается снаружи?

Дело в том, что бы модуль подсветки не сгорал, в каждой вставке уже установлен резистор, на тот случай если вы просто возьмёте и подсоедините к питанию +12в, Раньше нужно было только с наружи устанавливать резисторы, и были такие случаи, что по запарке забывали установить резистор и подсветка от такого питания +12в перегорела. Мы приняли решение, теперь будем резисторы устанавливать внутри каждой вставки, что бы не происходило таких случайных перегораний. А наружным резистором вы можете регулировать яркость по желанию. В комплекте оптимальный резистор отправляем 560ом. Минимальное значение можно поставить 100Ом, тогда подсветка становится ярче, если установить резистор свыше 1кОм, тогда яркость будет приглушённой. Если всё подключить согласно инструкции, тогда все будет долго и исправно работать.

Генерация плюс и минус напряжения для операционного усилителя

У меня есть, что, вероятно, простой вопрос. Я прогуглил это, но ответ не имеет смысла для меня.

Я изучаю операционные усилители и создаю всевозможные схемы с помощью моих хороших дешевых 10-процентных операционных усилителей. Я всегда питаю их от своего лабораторного источника, используя +/- 5 В или 15 В, и это прекрасно работает на макете без припоя. Создание простых вещей, таких как простые мультивибраторы и так далее, которые будут стоить всего несколько центов.

Теперь я начинаю задумываться о том, как питать такие устройства от одного источника постоянного тока, такого как настенная бородавка на 5 В, от которой я много лежу.

Вот что я нашел.

ОПЦИЯ 1:

Используйте «рельсовый разветвитель», такой как TLE2426. Но самый дешевый, который я могу найти на digikey в форме сквозного отверстия, составляет $ 1,83 (кол-во = 1). В самом деле? Более чем в десять раз больше, чем в моем списке материалов (например, 1 операционный усилитель плюс несколько резисторов и конденсаторов для создания мультивибратора).

ВАРИАНТ 2:

Используйте другой операционный усилитель, как показано в разделе «Виртуальная земля» на этой странице: http://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Ref/SingleSupply/SingleSupply.html

ВАРИАНТ 3:

Я где-то читал в Интернете, что вы можете купить операционные усилители с одним источником питания. Я искал digikey, но не смог найти. В нем есть столбец под названием «Vsupply single / dual», но все те, на которые я щелкнул, когда я перешел к таблице данных, числа, указанные в этом столбце, были двойными напряжениями +/-.

Вывод

Обратите внимание, что для небольших одноразовых цепей мне не нужно платить 2 доллара за решение, но, конечно, вариант 2 — не единственное другое решение? Если это так, то теперь я буду покупать только операционные усилители с двумя стилями (два на пакет), так как, кажется, вам всегда нужен один для создания виртуальной площадки для другого. Конечно, это не единственное решение?

Кроме того, вариант 2 не может подавать большой ток, я думаю — значит ли это, что он не будет работать в некоторых случаях? В каких случаях я столкнусь с проблемами с Вариантом 2?

Подвижной контакт — переменный резистор

Подвижной контакт — переменный резистор

Cтраница 1

Вначале подвижной контакт переменного резистора R7 нужно установить в крайнее верхнее, ( на рис. 51) положение.  [1]

В среднем положении подвижного контакта переменного резистора устанавливается ток 2 А.  [2]

Провод, отключенный от подвижного контакта переменного резистора 2R24, надо соединить с фильтровым конденсатором С2 этого выпрямителя.  [3]

Провод, отключенный от подвижного контакта переменного резистора настройки R2, нужно соединить с контактом 2 устройства ( рис. 56), подвижный контакт этого резистора — с контактом 3 устройства, контакт 4 — с базой транзистора VT8 блока А2 этого телевизора. Импульс для образования метки настройки с контакта 5 устройства необходимо подать на эмиттер транзистора VT4 оконечного каскада видеоусилителя.  [4]

После сборки схемы обязательно нужно проградуи-ровать положение подвижного контакта переменного резистора R1 с помощью секундомера. Реле просто в изготовлении и эксплуатации.  [6]

С / вых 0, наступает при положении подвижного контакта посередине переменного резистора.  [7]

SS должны быть замкнуты; ключ ВД — в положении 1: 1; ручки подвижных контактов переменных резисторов ( потенциометров) — в крайнем левом положении.  [8]

Это напряжение усиливается усилителем У и подается на реверсивный двигатель М, ротор которого связан с подвижным контактом переменного резистора R и указателем отсчетного устройства.  [10]

Для балансировки усилителя задания переводят ключ 2 в положение 3 и, контролируя напряжение по показаниям вольтметра PV, изменяют положение подвижного контакта переменного резистора R схемы проверки.  [11]

X, позволяющего создать сигнал, достаточный для уравновешивания любого заданного входного напряжения, а также гнезда Плюс, Минус и замыкатель для изменения знака корректора; ручка подвижного контакта переменного резистора О для балансировки измерительной схемы модуля; ручки подвижных контактов переменных резисторов рв и р для изменения порогов срабатывания каналов аналого-релеиного преобразователя; гнезда Е, Зд, У.  [12]

Для балансировки усилителя динамического преобразователя ключ S2 устанавливают в положение 4, а орган изменения постоянной времени Т — в крайнее правое положение и, контролируя напряжение по показаниям вольтметра PV, изменяют положение подвижного контакта переменного резистора 2R14 модуля.  [13]

X, позволяющего создать сигнал, достаточный для уравновешивания любого заданного входного напряжения, а также гнезда Плюс, Минус и замыкатель для изменения знака корректора; ручка подвижного контакта переменного резистора О для балансировки измерительной схемы модуля; ручки подвижных контактов переменных резисторов рв и р для изменения порогов срабатывания каналов аналого-релеиного преобразователя; гнезда Е, Зд, У.  [14]

Страницы:      1    2    3

, зачем вообще ставить резистор на плюсовой стороне

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

Рисунок 1. Простая схема с несколькими амперметрами и вольтметрами. Рисунок 2. Та же схема с помененными местами резистора и светодиода.

На рисунке 1 у нас есть простая батарея на 12 В, питающая светодиод. Для яркого свечения светодиоду требуется около 10 мА, и при этом токе на нем будет около 2 В.Это означает, что нам нужен резистор, чтобы сбросить остальные 10 В. Из закона Ома мы можем вычислить, что \ $ R = \ frac {V} {I} = \ frac {10} {0.01} = 1 ~ k \ Omega \ $, поэтому вот что у нас есть. Мы вставим в схему три амперметра, чтобы контролировать ток на каждом переходе.

Обычный ток от «+» до «-». Это было решено до того, как электрон был открыт Дж. Дж. Томпсоном в 1897 году, и мы до сих пор его используем.

• 10 мА выйдет из батареи и пройдет через AM1 на R1. AM1 покажет 10 мА.
• 10 мА будет продолжаться через AM2 до D1. AM2 покажет 10 мА.
• 10 мА проходит через D1 и AM3. AM3 покажет 10 мА.
• 10 мА вернется в аккумулятор.

Если мы воспользуемся другой изворотливой аналогией воды / гидравлики, мы можем заменить батарею гидравлическим насосом, прокачивая воду по часовой стрелке по контуру через гидравлический двигатель. Ясно, что вся вода, покидающая насос, должна вернуться в него. Ток не теряется.

Однако есть потеря давления.Давление в верхней части контура будет давлением насоса, давление в нижней части будет нулевым. Давление на стыке между R1 и D1 будет где-то посередине.

Таким же образом напряжение наверху будет 12 В, напряжение внизу будет 0 В, а напряжение на R1 / D1 будет где-то посередине.

Неважно, в какую часть цепи вы поместите регулирующий клапан / резистор. Результирующий ток будет таким же.

---

Что важно, так это падение напряжения на компоненте , а не напряжение какой-либо одной клеммы относительно любой из клемм батареи.Что касается светодиода, имеющего на своих выводах 0 и 2 В, это то же самое, что наличие их на 10 и 12 В или 3,2 и 5,2 В и т. Д.

Почему резистор должен быть на аноде светодиода?

Посмотрите еще раз на книгу Forrest Mims III . Он не утверждает, что резисторы должны быть на аноде, и есть примеры, когда они находятся на катоде. В моем издании книги 1988 года серийная защита светодиодов представлена ​​на стр. 69:

.

ЦЕПЬ ПРИВОДА СИД

— Поскольку светодиоды зависят от тока, обычно необходимо защитить их от чрезмерного тока с помощью последовательного резистора.Некоторые светодиоды имеют встроенный резистор. Скорее всего не .

Затем дается формула о том, как рассчитать сопротивление по напряжению питания и прямому току светодиода. На прилагаемой схеме резистор установлен на аноде, но не объясняется, что выбор произвольный.

Однако на той же странице представлено устройство «индикатор полярности светодиодов», в котором два последовательно соединенных светодиода совместно используют резистор, который обязательно находится на аноде одного и катоде другого.В «трехпозиционном индикаторе полярности» ограничительный резистор находится на стороне питания, а не на стороне земли.

Обычно в некотором смысле лучше (если есть выбор), чтобы важное устройство было подключено к земле, а окружающие аксессуары, такие как резисторы смещения, были на стороне питания.

В цепях высокого напряжения выбор между нагрузкой со стороны питания или со стороны земли имеет значение с точки зрения безопасности. Например, следует ли поместить выключатель света на горячую сторону лампы или на нейтраль? Если вы подключаете выключатель так, что свет выключается путем прерывания возврата нейтрали, это означает, что патрон лампочки постоянно подключен к горячему! Это означает, что если кто-то выключит выключатель перед заменой лампы, на самом деле это не безопаснее; главная панель должна использоваться для фактического разрыва горячего соединения с розеткой.В цепи батареи нет защитного заземления: минусовая клемма произвольно обозначена как общий возврат, а слово «земля» используется для этого общего.

Является ли нагрузочное устройство стороной заземления или стороной питания, также имеет значение, если напряжение от устройства передается в какую-либо другую цепь, где оно используется для какой-либо цели. Светодиод 1,2 В, анод которого подключен к 5 В, будет обеспечивать показание 3,8 В с катода, если течет ток. Если вместо этого катод заземлен, то анод будет обеспечивать 1.2В чтение. Таким образом, размещение резистора не имеет значения, только если такой ситуации не существует в схеме: нет третьего соединения с переходом между резистором и светодиодом, которое влияет на какую-то другую схему.

Сопротивление

— Почему резистор подключен к «положительной» клемме?

Самый простой закон в электротехнике — это закон Ома, который гласит:

В = I * R

В: напряжение аккумулятора.

I: ток, протекающий по проводам, резистору и светодиоду.

R: полное сопротивление цепи.

Давайте сначала вычислим, а затем поймем, почему резистор находится на положительной клемме:

Используется батарея 2 * AA. Каждая батарейка AA имеет напряжение 1,5 вольт. Это означает, что общее напряжение составляет 3 вольта, потому что вы используете две батареи.

В = 3 В

Я предполагаю, что вы используете резистор 100 Ом.

Ток, который должен протекать в цепи = 3/100 = 0,03 ампера

Теперь резисторы контролируют ток в цепи, и величина тока должна быть равна 0.03 ампер. В каком направлении? Настоящие электроны перемещаются от отрицательного вывода к положительному. Но это не , а не означает, что мы должны поставить резистор на отрицательный вывод. Ток проходит или течет внутри провода, и если вы хотите положить что-то, чтобы его прервать или замедлить, вы можете поместить его в любое место последовательно с проводом, и это прервет ток. Подумайте о водопроводной трубе. Если вы хотите уменьшить скорость воды, проходящей через трубу, вы можете поместить камень (или что-то в этом роде) внутрь водопровода (независимо от того, где находится), и вода будет прервана.

Если вы не уверены в направлении тока: настоящие электроны движутся с отрицательного на положительный. и Мы можем представить, что есть фильмы положительных зарядов от положительных к отрицательным, воображаемые положительные заряды движутся в противоположном направлении по отношению к отрицательным зарядам. Теперь я думаю, что это имеет смысл. Почему мы представляем себе направление положительных зарядов? потому что это проще, когда вы имеете дело со сложными схемами и схемами, которые имеют много резисторов, светодиодов, конденсаторов и так далее.

Ответ на ваш второй вопрос «как резистор предотвратит короткое замыкание батареи?» это закон Ома. Напряжение аккумулятора НЕ меняется. и светодиоды имеют низкое сопротивление. так что ток будет очень высоким. Сильные токи быстро выделяют тепло и могут повредить светодиоды и другие подобные компоненты. Теперь у нас есть решения, чтобы уменьшить напряжение батареи (во многих случаях это невозможно), а другое решение — увеличить сопротивление, что вы сделали.

Уравнение закона Ома забавным образом описано на следующем рисунке:

Напряжение

— В чем физический смысл отрицательного сопротивления?

Этому вопросу уделялось много внимания в 2019 году и позже.Вот еще немного.

Чистое отрицательное сопротивление R = U / I, где U и I равны 0 Гц постоянного тока, но имеют разные знаки, могут быть смоделированы с помощью схемы операционного усилителя, как уже было показано другими.

Динамическое отрицательное сопротивление, при котором U и I изменяются только в разных направлениях в некоторой зоне рабочего напряжения и тока, но все еще имеют одинаковый знак, также можно найти во многих схемах, а также в компонентах и ​​явлениях разряда.

Существует два типа динамического отрицательного сопротивления. Сначала представьте схему, которая потребляет (как и обычные резисторы) больший ток при увеличении приложенного напряжения.Но в схеме есть некоторая чувствительная к напряжению подсхема, которая начинает уменьшать потребляемый ток, если напряжение превышает определенный порог. Снижение тока рассчитано на более быстрое увеличение, чем рост тока в главной цепи, по мере роста напряжения. Пример:

Пусть V1 будет регулируемым источником напряжения, а не только статическим напряжением 1 вольт. R1 — ненужная деталь, это может быть и провод. Я вставил его, чтобы упростить построение графика тока, взятого из V1, в моделировании это ток R5.R5 = 1Ом существенно не влияет на работу.

График зависимости тока от приложенного напряжения выглядит следующим образом:

V1 растет вверх с нуля. Примерно при 600 мВ транзистор Q3 начинает получать через R2 такой большой ток базы, что через Q3 возрастает коллекторный ток. Но примерно при V1 = 6V транзистор Q1 также начинает получать значительный базовый ток. Он частично опускается на GND, что проходит через R2. Снижение базового тока Q3 резко увеличивается с ростом V1.Суммарный потребляемый ток уменьшается с 12 мА до 0,2 мА при увеличении V1 с 6 до 8,8 В. Среднее динамическое отрицательное сопротивление около -240 Ом в диапазоне напряжений 6 … 8,8 вольт. R5 в серии был всего 1 Ом, поэтому его влияние незначительно.

Этот тип отрицательного сопротивления называется «стабильным по напряжению» или также N-типом, потому что кривая зависимости I от U немного напоминает букву N. Это напряжение стабильно, потому что определенное приложенное напряжение вызывает определенный предсказуемый ток. Но если бы мы знали ток, напряжение могло бы иметь любое из трех возможных значений в зависимости от того, как подается ток.

BTW. R6 в принципе не нужен, но очень полезен, если вы попробуете эту схему. Это предотвращает возгорание Q3.

Диаки, тиристоры, UJT и многие газоразрядные или лавинные устройства работают по-разному. У них есть механизм, который увеличивает ток, когда ток достигает определенного предела. Например, в тонком газе тепловые столкновения и напряжение вместе вызывают ионизацию. Ионы движутся под действием напряжения и вызывают большую ионизацию из-за учащения столкновений.

Указанный принцип «ток увеличивает ток, когда ток достаточно велик» может быть легко встроен в простую транзисторную схему.Пример:

Источник справа — регулируемый источник тока. Питание от источника напряжения не может правильно показать работу, потому что отрицательное сопротивление «ток стабильно». Но при низком напряжении Node1 ток будет низким, увеличение напряжения начинает вызывать значительный ток через R1 при V (Node1) = 0,6V, что вызывает также ток коллектора для Q1.

Поскольку ток коллектора Q1 в какой-то момент увеличивается, напряжение на R3 достигает 0,5 … 0,6 В.Это делает Q2 проводящим и увеличивает базовый ток Q1, что приводит к увеличению Ic и, наконец, большему базовому току Q1. Если мы постепенно увеличиваем V (Node1) вверх от нуля, мы видим, как ток внезапно подскакивает вверх. Фактически это триггер, который меняет свое состояние при определенном напряжении.

Как сказано, это «текущий стабильный». Подавая ток источником, мы можем достичь всех возможных значений тока. Вот развертка тока от 0 до 20 мА:

Критический ток, который будет в системе с питанием от напряжения, составляет 5,5 мА, для чего требуется напряжение около 4,2 В. Если мы увеличим напряжение чуть более 4,2 В, ток подскочит намного выше, фактически примерно до 40 мА.Это то, что может пройти через R3 с 4 В, транзистору нужно около 200 мВ Vce.

Если мы изменим горизонтальную ось V и вертикальную ось I на графике, то картина будет напоминать лиллевую букву Z. Это другое название этого типа отрицательного сопротивления.

О «Элемент с отрицательным сопротивлением является источником напряжения»

Это неправда. В качестве источника напряжения нельзя использовать тиристор — что-то красное или неправильно поняли. Но схема с отрицательным сопротивлением может выдавать энергию, которая, конечно, берется из обычного источника питания в практических схемах.У нас есть СВЧ усилители и генераторы на отрицательном сопротивлении. На более низких частотах более эффективны обычные усилители, но теоретически ничто не мешает построить низкочастотный усилитель с отрицательным сопротивлением.

Если вы играете только с уравнениями, вы легко можете установить отрицательный резистор для зарядки аккумулятора. Просто соедините их вместе.

Цветовой код резистора

и объяснение допусков резистора

Существует много различных типов резисторов , которые можно использовать как в электрических, так и в электронных схемах для управления протеканием тока или создания падения напряжения различными способами.Но для этого фактический резистор должен иметь некоторую форму «резистивного» или «сопротивления». Резисторы доступны в диапазоне различных значений сопротивления от долей Ом (Ом) до миллионов Ом.

Очевидно, было бы непрактично иметь доступные резисторы всех возможных значений, например, 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом, 4 Ом и т. Д., Потому что буквально десятки сотен тысяч, если не десятки миллионов различных резисторов должны были бы существовать, чтобы покрыть все возможные значения.Вместо этого резисторы производятся с так называемыми «предпочтительными значениями», а значение их сопротивления печатается на корпусе цветными чернилами.

4 цветных полосы

Значение сопротивления, допуск и номинальная мощность обычно печатаются на корпусе резистора в виде цифр или букв, если корпус резистора достаточно большой, чтобы прочитать отпечаток, например, резисторы большой мощности. Но когда резистор небольшой, например, углеродный или пленочный на 1/4 Вт, эти характеристики должны быть представлены каким-либо другим образом, поскольку отпечаток будет слишком мелким для чтения.

Итак, чтобы преодолеть это, в небольших резисторах используются цветные окрашенные полосы, чтобы указать как их значение сопротивления, так и их допуск с физическим размером резистора, указывающим его номинальную мощность. Эти цветные окрашенные полосы образуют систему идентификации, известную как цветовой код резисторов .

Международная и общепринятая схема цветовой кодировки резисторов была разработана много лет назад как простой и быстрый способ определения омической величины резистора независимо от его размера или состояния.Он состоит из набора отдельных цветных колец или полос в спектральном порядке, представляющих каждую цифру номинала резисторов.

Маркировка цветового кода резистора всегда считывается по одной полосе, начиная слева направо, при этом полоса допуска большей ширины, ориентированная вправо, указывает ее допуск. Путем сопоставления цвета первой полосы с соответствующим ей номером в столбце цифр цветовой диаграммы ниже идентифицируется первая цифра, которая представляет собой первую цифру значения сопротивления.

Опять же, сопоставив цвет второй полосы с соответствующим ей номером в столбце цифр цветовой диаграммы, мы получаем вторую цифру значения сопротивления и так далее. Затем цветовой код резистора считывается слева направо, как показано ниже:

Таблица цветов стандартного резистора

Таблица цветовых кодов резисторов

Цвет	Цифра	Множитель	Допуск
Черный	0	1
Коричневый	1	10	± 1%
Красный	2	100	± 2%
Оранжевый	3	1 000
Желтый	4	10 000
Зеленый	5	100 000	± 0.5%
Синий	6	1 000 000	± 0,25%
фиолетовый	7	10 000 000	± 0,1%
Серый	8		± 0,05%
Белый	9
Золото		0,1	± 5%
Серебро		0,01	± 10%
Нет			± 20%

Затем мы можем суммировать различные взвешенные позиции каждой цветной полосы, которая составляет цветовой код резисторов выше в следующей таблице:

Количество цветных полос	3 цветных полосы (серия E6)	4 цветных полосы (серия E12)	5 цветных полос (серия E48)	6 цветных полос (серия E96)
1 st Лента	1 цифра	1 цифра	1 цифра	1 цифра
2 nd Band	2 nd цифра	2 nd цифра	2 nd цифра	2 nd цифра
3 ряд Лента	Множитель	Множитель	3 ряд цифра	3 ряд цифра
4 th Band	–	Допуск	Множитель	Множитель
5 th Лента	–	–	Допуск	Допуск
6 th Band	–	–	–	Температура Коэффициент

Расчет номиналов резисторов

Цветовой код резистора Система хороша, но нам нужно понять, как ее применять, чтобы получить правильное значение резистора.«Левая» или наиболее значимая цветная полоса — это полоса, ближайшая к соединительному проводу, при этом полосы с цветовой кодировкой читаются слева направо следующим образом:

Цифра, Цифра, Множитель = Цвет, Цвет x 10 ^Цвет Ом (Ом)

Например, резистор имеет следующую цветную маркировку;

Желтый Фиолетовый Красный = 4 7 2 = 4 7 x 10 ² = 4700 Ом или 4 к7 Ом.

Четвертая и пятая полосы используются для определения процентного допуска резистора.Допуск резистора — это мера отклонения резисторов от заданного значения сопротивления и является следствием производственного процесса и выражается в процентах от его «номинального» или предпочтительного значения.

Типичные допуски резисторов для пленочных резисторов составляют от 1% до 10%, в то время как углеродные резисторы имеют допуски до 20%. Резисторы с допуском менее 2% называются прецизионными резисторами, а резисторы с допуском ниже или ниже являются более дорогими.

Большинство пятиполосных резисторов представляют собой прецизионные резисторы с допусками 1% или 2%, в то время как большинство четырех полосных резисторов имеют допуски 5%, 10% и 20%.Цветовой код, используемый для обозначения допустимого отклонения резистора, имеет следующий вид:

.

Коричневый = 1%, Красный = 2%, Золотой = 5%, Серебряный = 10%

Если резистор не имеет четвертого диапазона допуска, то допуск по умолчанию будет равен 20%.

Иногда легче запомнить цветовой код резистора, используя короткие, легко запоминающиеся предложения в форме выражений, рифм и фраз, называемые акростихом , которые имеют отдельное слово в предложении для представления каждого из десяти + Два цвета.

Результирующая мнемоника сопоставляет первую букву каждого слова с каждым цветом, что составляет цветовой код резисторов в порядке возрастания величины, и есть много различных мнемонических фраз, которые можно использовать. Однако эти высказывания часто очень грубые, но тем не менее эффективны для запоминания цветов резисторов. Вот лишь несколько более «чистых» версий, но существует гораздо больше:

• B ad B oys R ing O ur Y oung G irls B ut V icky G oes W без
• B etter B e R ight O r Y наш G reat B ig V enture G oes W rong
• B uster B rown R aces O ur Y oung G irls B ut V icky G полностью W ins
• B ad B слизь R ots O ur Y oung G uts B ut V odka G oes W ell ilver облет (сюда входят диапазоны допуска G старые, S ilver)

В качестве дополнительного бонуса, почему бы не загрузить и не сделать наше удобное колесо цветовой кодировки резисторов своими руками в качестве бесплатного и удобного справочного руководства, которое поможет разработать эти цветовые коды резисторов.

Кодекс Британского стандарта (BS 1852).

Как правило, на резисторах большей мощности система цветовой кодировки резистора не требуется, поскольку значение сопротивления, допуск и даже номинальная мощность (мощность) напечатаны на фактическом корпусе резистора вместо использования системы цветовой кодировки резистора. Потому что очень легко «неправильно прочитать» позицию десятичной точки или запятой, особенно когда компонент обесцвечен или загрязнен. Была разработана более простая система для записи и печати значений сопротивления отдельного сопротивления.

Эта система соответствует британскому стандарту BS 1852 Standard и его замене, BS EN 60062 , методу кодирования, при котором позиция десятичной точки заменяется суффиксными буквами «K» для тысяч или киломов, буквой «M» для миллионов или мегаомов, оба из которых обозначают значение множителя с использованием буквы «R», где множитель равен или меньше единицы, а любое число, идущее после этих букв, означает, что оно эквивалентно десятичной запятой.

Буквенное кодирование резисторов BS 1852

Коды BS 1852 для номиналов резисторов

0.47 Ом = R47 или 0R47

1,0 Ом = 1R0

4,7 Ом = 4R7

47 Ом = 47R

470 Ом = 470R или 0K47

1,0 кОм = 1 кО

4,7 кОм = 4K7

47 кОм = 47 кОм

470KΩ = 470K или 0M47

1 МОм = 1 МОм

Иногда, в зависимости от производителя, после записанного значения сопротивления есть дополнительная буква, которая представляет значение допуска резистора, например 4k7 Дж, и эти буквы суффикса даются как:

Буквенное обозначение допусков для резисторов

Коды допусков для резисторов (±)

B = 0.1%

C = 0,25%

D = 0,5%

F = 1%

G = 2%

Дж = 5%

К = 10%

M = 20%

Кроме того, при чтении этих написанных кодов будьте осторожны, чтобы не перепутать букву сопротивления k для киломов с буквой допуска K для 10% допуска или букву сопротивления M для мегомов с буквой допуска M для допуска 20%.

Допуск резистора, серия E и предпочтительные значения

Надеюсь, к настоящему времени мы понимаем, что резисторы бывают разных размеров и значений сопротивления, но для того, чтобы иметь доступный резистор со всеми возможными значениями сопротивления, потребуются буквально сотни тысяч, если не миллионы отдельных резисторов. Вместо этого резисторы производятся с так называемыми предпочтительными значениями .

Вместо последовательных значений сопротивления от 1 Ом и выше, определенные значения резисторов находятся в определенных пределах допуска.Допуск резистора — это максимальная разница между его фактическим значением и требуемым значением и обычно выражается в виде положительного или отрицательного процентного значения. Например, резистор с допуском 1 кОм ± 20% может иметь максимальное и минимальное значение сопротивления:

.

Максимальное значение сопротивления

1 кОм или 1000 Ом + 20% = 1200 Ом

Минимальное значение сопротивления

1 кОм или 1000 Ом — 20% = 800 Ом

Тогда, используя наш пример выше, резистор с допуском 1 кОм ± 20% может иметь максимальное значение 1200 Ом и минимальное значение 800 Ом, что приведет к разнице примерно в 400 Ом !! для резистора того же номинала.

В большинстве электрических или электронных цепей этот большой допуск на 20% одного и того же резистора обычно не является проблемой, но когда резисторы с жестким допуском указаны для высокоточных цепей, таких как фильтры, генераторы или усилители и т. Д., Тогда резистор с правильным допуском должен быть резистор, используемый в качестве резистора с допуском 20%, обычно не может использоваться для замены типа с допуском 2% или даже 1%.

Цветовой код пяти- и шестиполосного резистора чаще ассоциируется с высокоточной пленкой 1% и 2%, в то время как в обычных 5% и 10% типах общего назначения обычно используется четырехполосный цветовой код резистора.Резисторы бывают разных допусков, но два наиболее распространенных — это серии E12 и E24.

Серия E12 имеет двенадцать значений сопротивления на декаду (декада представляет собой кратные 10, т. Е. 10, 100, 1000 и т. Д.), В то время как серия E24 имеет двадцать четыре значения на декаду, а серия E96 — девяносто шесть значений на декаду. Сейчас доступна серия E192 с очень высокой точностью с допусками всего ± 0,1%, что дает 192 отдельных значения резистора за декаду.

Таблица допусков резисторов

и серии E

Серия E6 с допуском ± 20% — Значения резисторов в Ом
1.0, 1,5, 2,2, 3,3, 4,7, 6,8
Серия E12 с допуском ± 10% — значения резисторов в Ом
1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
Серия E24 с допуском ± 5% — значения резисторов в Ом
1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.2, 8.2, 9,1
Серия E96 с допуском ± 1% — значения резисторов в Ом
1.00, 1,02, 1,05, 1,07, 1,10, 1,13, 1,15, 1,18, 1,21, 1,24, 1,27, 1,30, 1,33, 1,37, 1,40, 1,43, 1,47, 1,50, 1,54, 1,58, 1,62, 1,65, 1,69, 1,74, 1,78, 1,82, 1,87, 1,91, 1,96, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15, 2,21, 2,26, 2,32, 2,37, 2,43, 2,49, 2,55, 2,61, 2,67, 2,74, 2,80, 2,87, 2,94, 3,01, 3,09, 3,16, 3,24, 3.32, 3.40, 3.48, 3.57, 3.65, 3.74, 3.83, 3.92, 4.02, 4.12, 4.22, 4.32, 4.42, 4.53, 4.64, 4.75, 4.87, 4.99, 5.11, 5.23, 5.36, 5.49, 5.62, 5.76, 5.90, 6,04, 6,19, 6,34, 6,49, 6,65, 6,81, 6,98, 7,15, 7,32, 7.50, 7,68, 7,87, 8,06, 8,25, 8,45, 8,66, 8,87, 9,09, 9,31, 9,53, 9,76

Затем, используя соответствующее значение серии E для процентного допуска, необходимого для резистора, добавив к нему коэффициент умножения, можно найти любое омическое значение сопротивления в этой серии. Например, возьмите резистор серии E-12, допуск 10% с предпочтительным значением 3,3, тогда значения сопротивления для этого диапазона:

Значение x множитель = сопротивление

3.3 x 1 = 3,3 Ом

3,3 x 10 = 33 Ом

3,3 x 100 = 330 Ом

3,3 x 1000 = 3,3 кОм

3,3 x 10,000 = 33 кОм

3,3 x 100 000 = 330 кОм

3,3 x 1000000 = 3,3 МОм

Математическая основа этих предпочтительных значений исходит из значения квадратного корня из фактического используемого ряда. Например, для серии E6 20% имеется шесть отдельных резисторов или ступеней (от 1,0 до 6,8) и задается как корень шестой степени из десяти (6√10), поэтому для серии E12 10% имеется двенадцать отдельных резисторов или ступеней. (1.От 0 до 8,2) и поэтому дается как корень двенадцатой степени из десяти (12√10) и так далее для остальных значений серии E.

Серия допусков Предпочтительные значения , показанные выше, изготовлены в соответствии с британским стандартом BS 2488 и представляют собой диапазоны значений резистора, выбранные таким образом, чтобы при максимальном или минимальном допуске любой резистор перекрывался со своим соседним значением. Например, возьмем резисторы серии E24 с допуском 5%. Значения соседнего резистора 47 и 51 Ом соответственно.

47 Ом + 5% = 49,35 Ом и 51 Ом — 5% = 48,45 Ом, перекрытие всего 0,9 Ом.

Резисторы поверхностного монтажа

Резистор SMD 4,7 кОм

Резисторы для поверхностного монтажа или SMD резисторы — это очень маленькие металлооксидные пленочные резисторы прямоугольной формы, предназначенные для пайки непосредственно на поверхность, отсюда и их название, печатной платы. Резисторы для поверхностного монтажа обычно имеют керамическую подложку, на которую нанесен толстый слой сопротивления оксида металла.

Сопротивление резистора регулируется путем увеличения желаемой толщины, длины или типа используемой наплавленной пленки, что позволяет производить высокоточные резисторы с низким допуском до 0,1%. У них также есть металлические клеммы или крышки на обоих концах корпуса, что позволяет паять их непосредственно на печатные платы.

На резисторах

для поверхностного монтажа напечатан трех- или четырехзначный цифровой код, аналогичный тому, который используется на более распространенных резисторах осевого типа для обозначения их сопротивления.Стандартные резисторы SMD маркируются трехзначным кодом, в котором первые две цифры представляют первые два числа значения сопротивления, а третья цифра является множителем, либо x1, x10, x100 и т. Д. Например:

«103» = 10 × 1000 Ом = 10 кОм

«392» = 39 × 100 Ом = 3,9 кОм

«563» = 56 × 1000 Ом = 56 кОм

«105» = 10 × 100 000 Ом = 1 МОм

Резисторы для поверхностного монтажа с номиналом менее 100 Ом обычно записываются как: «390», «470», «560», где конечный ноль представляет множитель 10 x ^o , что эквивалентно 1.Например:

«390» = 39 × 1 Ом = 39 Ом или 39 Ом

«470» = 47 × 1Ω = 47Ω или 47RΩ

Значения сопротивления ниже десяти имеют букву «R» для обозначения положения десятичной точки, как было показано ранее в форме BS1852, так что 4R7 = 4,7 Ом.

Резисторы для поверхностного монтажа с маркировкой «000» или «0000» являются резисторами с нулевым сопротивлением (0 Ом) или, другими словами, замыкающими перемычками, поскольку эти компоненты имеют нулевое сопротивление.

Затем мы увидели, что система цветового кода резистора используется для определения значения сопротивления резистора.Не забудьте скачать и изготовить наше удобное колесо с цветовой кодировкой резистора DIY в качестве бесплатного и удобного справочного руководства, которое поможет разобраться с цветовыми кодами резисторов.

В следующем уроке о резисторах мы рассмотрим соединение резисторов в последовательную цепочку и докажем, что полное сопротивление — это сумма всех резисторов, сложенных вместе, и что ток является общим для последовательной цепи.

Условные обозначения для пассивных компонентов

Знаки для пассивных компонентов — это широко известный способ обозначения полярности для напряжений и токов.Он определяет, что мы подразумеваем под положительным и отрицательным напряжением и током.

Когда вы маркируете напряжение и ток элемента схемы, согласно соглашению, стрелку тока следует направлять на клемму с положительной полярностью напряжения.

---

Содержание

---

Куда мы направляемся

Знаковое соглашение для пассивных компонентов — произвольное, но широко распространенное правило, которое гласит:

Направьте стрелку тока на клемму положительного напряжения элемента.

---

Эта статья основана на традиционном направлении тока, а не на направлении электронного тока , а не .

Ветераны: В некоторых программах обучения военной электронике (например, в программе NEETS ВМС США 1960-х годов) используется знак противоположного знака, определяющий ток, протекающий в направлении движения электронов. Мы не используем это соглашение здесь, в Spinning Numbers. Мы следуем соглашению SI для текущего направления.

---

Символические таблички для тока и напряжения

Вот резистор,

А пока он просто сидит здесь сам по себе.Единственное, о чем мы знаем, это его сопротивление, $ \ text R = 100 \, \ Omega $. Еще мы знаем закон Ома, $ v = i \, \ text R $. Мы не знаем конкретных значений для $ i $ или $ v $, потому что их еще нет в цепи.

Первое, что мы можем сделать, это добавить на резистор символические метки для обозначения напряжения и тока. Это позволит нам говорить о них и включать их в уравнения.

Есть два возможных направления, в которых вы можете указать стрелку тока, и два возможных направления для знаков полярности напряжения $ + $ и $ — $.

Если вы смешаете и сопоставите все варианты, есть возможные способы пометить резистор за 4 доллара,

Убедитесь, что я правильно нарисовал все варианты.

Обратите внимание, что на самом деле существует только две разные версии. Видите, как $ a. $ И $ d. $ — это одно и то же, просто зеркала друг друга? Стрелка тока указывает на полярность напряжения $ + $.

$ b. $ И $ c. $ Также являются близнецами, потому что стрелка тока указывает на полярность $ — $ напряжения.

Итак, есть всего два способа нанести символические метки на резистор,

НО , один способ лучше, чем другой. По возможности, вы должны направить стрелку тока на знак напряжения $ + $. Почему? Потому что это означает, что мы используем обычную версию закона Ома, $ v = i \, \ text R $. Если мы используем другой метод маркировки (стрелка, указывающая на знак минуса), мы должны не забыть включить знак минус в закон Ома, $ v = -i \, \ text R $.

Резистор экспериментальный

Давайте подадим ток на наш резистор.Пусть ток будет $ i = 10 \, \ text {mA} $ только для обсуждения.

Закон Ома равен $ v = i \, \ text R $. Мы знаем, что значение $ \ text R $ всегда положительно.

Есть ли отрицательные резисторы?

Каждый резистор в этом ряду имеет положительное сопротивление. Есть некоторые экзотические устройства, называемые туннельными диодами, которые кажутся имеющими отрицательное сопротивление. Туннельные диоды встречаются довольно редко. Как говорят инженеры-электрики Borg: «Сопротивление положительное».

Предположим, мы подключили настоящую батарею к реальному резистору и прикоснулись щупами вольтметра к резистору.Красный щуп вольтметра определяет, какой вывод резистора мы считаем полярностью $ + $. Черный щуп определяет полярность $ — $ напряжения.

На следующей диаграмме показаны две версии эксперимента. Красный щуп касается верхнего вывода резистора в обеих версиях. Это означает, что полярность напряжения $ + $ является верхней клеммой в обоих случаях. Отличается текущее направление. Некоторая внешняя цепь вызывает протекание через резистор тока $ 10 \, \ text {mA} $,

$ \ text {а.} $ Ток течет сверху вниз.
$ \ text {b.} $ Ток течет снизу вверх.

$ \ text {a.} $ Измеритель показывает $ + 1.0 \, \ text V $, поэтому красный датчик находится на $ 1.0 \, \ text V $ над черным датчиком. $ \ goldD v = +1 \, \ text V $.
$ \ text {b.} $ Измеритель показывает $ -1.0 \, \ text V $, поэтому красный зонд находится $ 1.0 \, \ text V $ ниже черного зонда. $ \ goldD v = -1 \, \ text V $.

Ток меняется между $ \ text {a.} $ И $ \ text {b.} $, Поэтому напряжение, отображаемое на измерителе, изменяется с $ + $ на $ — $.В этом есть смысл.

Схема вольтметра

$ \ text {b.} $ Может быть настоящей головоломкой. Отрицательный знак на дисплее вольтметра говорит нам, что черный датчик находится под более высоким напряжением, чем красный датчик.

На наших схемах вольтметров представлены два альтернативных обозначения резисторов. Слева стрелка тока переходит в знак $ + $ полярности напряжения. Справа текущая стрелка переходит в знак $ — $. Вольтметры показывают одинаковую величину напряжения, но тот, что справа, имеет знак минус.

Обозначьте резисторы, чтобы упростить закон Ома

Давайте посмотрим, соответствует ли закон Ома тому, что говорят наши измерители.

Сначала наведите текущую стрелку на знак $ + $,

Пусть $ \ text R = 100 \, \ Omega $ и $ i = +10 \, \ text {mA} $.

Найдите $ v $ с помощью закона Ома.

Подставьте значения в закон Ома: $ v = i \, \ text R = +10 \, \ text {mA} \ times 100 \, \ Omega = +1 \, \ text V $.

Это здорово. Это то, что сказал вольтметр.Теория соответствует эксперименту!

Теперь сделайте это еще раз, указав текущую стрелку на знак $ — $.

Мы используем ту же постановку задачи. Посмотрим, что произойдет, если мы слепо применим обычную версию закона Ома.

Пусть $ \ text R = 100 \ Omega $ и $ i = +10 \, \ text {mA} $.

Найдите $ v $ с помощью закона Ома.

$ v = i \, \ text R = +10 \, \ text {mA} \ cdot 100 \, \ Omega = +1 \, \ text V $

Но вольтметр не об этом! Вольтметр показывает $ -1 \, \ text V $.

Это соглашение о маркировке заставляет нас узнать, что делать, когда текущая стрелка указывает в этом направлении. Мы адаптируем закон Ома, добавляя знак минус, $ v = -i \, \ text R $.

Каждый раз, когда стрелка тока попадает в отрицательную сторону резистора, мы должны использовать эту версию закона Ома,

$ v = -i \, \ text R = -10 \, \ text {mA} \ times 100 \, \ Omega = -1 \, \ text V $

Теперь вылезает ответ совпадение с вольтметром.

Вот в чем проблема. Этот маленький знак минус — источник множества глупых ошибок при анализе схем.Так что же делают инженеры? Мы стараемся не маркировать компоненты таким образом. Мы приучаем себя указывать текущую стрелку на знак плюса, когда это возможно. Многие потенциальные ошибки просто исчезают.

Направьте стрелку тока на положительную полярность напряжения,

Причудливое название этой идеи — условное обозначение для пассивных компонентов .

Знаки для пассивных компонентов

Мы применяем соглашение ко всем подобным пассивным компонентам,

Соглашение о маркировке помогает получить правильный ответ при анализе цепи.

Что это за стрелка напряжения?

На изображениях выше напряжение показано в двух обозначениях: знаками $ + $ и $ — $, а также оранжевой стрелкой напряжения. Стрелка напряжения указывает от $ — $ до $ + $. Знаки полярности и стрелка лишние, они означают одно и то же. Вы можете использовать один или оба в своих схемах.

Пример 1

Полярность напряжения для этого резистора $ 250 \, \ Omega $ назначена знаком $ + $ вверху. Это направление полярности было выбрано произвольно.Что-то (не показано) в окружающей цепи вызывает появление $ 2 \, \ text V $ на резисторе.

Теперь мы добавляем текущую стрелку, используя знаковое соглашение для пассивных компонентов,

Направляем стрелку тока в положительную клемму. Это был , а не , произвольный выбор. Соглашение о знаках для пассивных компонентов предписывает нам указывать текущую стрелку на знак $ + $.

Сколько сейчас $ i $?

Чтобы найти ток, примените закон Ома,

$ i = \ dfrac {v} {\ text R}

$

$ i = \ dfrac {+2 \, \ text V} {250 \, \ Omega} $

$ i = +8 \, \ text {mA}

$

Полярность напряжения говорит нам, что верх резистора находится на $ 2 \, \ text V $ выше низа резистора.Закон Ома гласит, что ток равен $ + 8 \, \ text {mA} $. Знак $ + $ на значке тока означает, что ток течет в направлении стрелки сверху вниз. (Обычный ток, а не электронный ток.) ​​

Пример 1x — другое соглашение о знаках

Что бы произошло, если бы мы обозначили резистор другим условным обозначением? На схеме ниже показан тот же резистор с той же полярностью напряжения, но стрелка тока указывает на из положительного вывода, поэтому знаковое соглашение для пассивных компонентов не используется.

Применить закон Ома, точно такой же, как в примере 1,

$ i = \ dfrac {+2 \, \ text V} {250 \, \ Omega} = +8 \, \ text {mA}

$

Это говорит нам, что ток равен $ + 8 \, \ text {mA} $. Знак $ + $ означает, что он течет в направлении стрелки. Какой? Этого не может быть. В реальном резисторе ток течет наоборот. Мы получили неправильный ответ. Ой, погоди! Чтобы получить правильный ответ, мы должны не забыть включить знак $ — $ в закон Ома.

$ i = -i \, \ text R = — \ dfrac {+2 \, \ text V} {250 \, \ Omega} = -8 \, \ text {mA} $

Урок: Вы делаете меньше ошибок, если используете соглашение о знаках для пассивных компонентов.

Пример 2

Этот резистор $ 10 \, \ text k \ Omega $ помечен знаковым соглашением для пассивных компонентов, как в примере 1: полярность напряжения имеет $ + $ вверху, а синяя стрелка тока указывает на положительный знак. На этот раз вместо напряжения указан ток. Значение тока $ -20 \, \ mu \ text A $. Это может показаться немного странным, если показать $ -20 \, \ mu \ text A $, текущий в направлении стрелки, но давайте посмотрим, что произойдет.{-3}

долл. США

$ v = -0.2 \, \ text V $

Напряжение выдано со знаком минус, что означает, что клемма с полярностью напряжения $ + $ составляет $ 0,2 \, \ text V $ ниже клемма со знаком $ — $. Мы использовали знаковое соглашение и позволяли математике определять правильный знак даже при отрицательном токе.

Исключения

Время от времени вы будете сталкиваться с случаями, когда вы не можете или не хотите использовать соглашение о знаках для пассивных компонентов. В этих случаях текущая стрелка будет указывать на отрицательную клемму элемента.Когда это происходит, вам не нужно волноваться, но ваше паучье чутье должно покалывать. Вы справляетесь с этим так же, как в примере 1x, где мы добавили знак $ — $ в закон Ома.

Эта ситуация возникла, когда я написал формальный вывод естественного отклика RC.

паучье чутье

«Так называемое« паучье чутье »или« паучье чутье »обычно относится к необыкновенной способности ощущать неминуемую опасность, приписываемую супергерою из комиксов Человеку-пауку».

Мощность

Мощность в резисторе,

$ P = i \, v $

Мощность — это энергия, передаваемая за период времени, измеряемая в джоулях в секунду.

Знаковое соглашение влияет на то, как мы думаем о власти. Мощность может генерироваться или рассеиваться. Когда мы используем знаковое соглашение, мощность , рассеиваемая заканчивается положительным знаком, а мощность поколения заканчивается отрицательным знаком. Найдем мощность, рассеиваемую резистором $ 250 \, \ Omega $,

Сначала найдите ток,

$ i = \ dfrac {v} {\ text R} = \ dfrac {2 \ text V} {250 \, \ Omega} = 8 \, \ text {mA}

$

Затем найдите мощность,

$ P_ \ text {резистор} = i \, v = 8 \, \ text {mA} \ cdot 2 \, \ text V = +16 \, \ text {mW} $

Мощность рассеивание имеет положительный знак.

Что произойдет, если мы применим соглашение о знаках пассивного к источнику напряжения?

Мы знаем, что источник напряжения обеспечивает выход $ 8 \, \ text {mA} $ из своего верхнего вывода (об этом говорит закон Ома для резистора). Если текущая стрелка указывает в указанном направлении, ток равен $ i = -8 \, \ text {mA} $.

Что-то интересное происходит, когда мы вычисляем мощность источника напряжения.

$ P_ \ text {источник напряжения} = i \, v = -8 \, \ text {mA} \ cdot 2 \, \ text V = -16 \, \ text {mW} $

Источник напряжения — электрогенератор.Мощность поколения имеет отрицательный знак.

Отрицательный знак — это побочный эффект использования соглашения о знаках для пассивных компонентов на элементах, генерирующих энергию, таких как источник напряжения.

Существует ли такая вещь, как отрицательная сила?

Мощность никогда не бывает отрицательной. Знак минус происходит от использования соглашения о знаках для пассивных компонентов. Если вы говорите с кем-то о мощности, понятнее будет использовать слова , рассеивать и , генерировать , а не числовые знаки $ + $ и $ — $.

Если вы инженер в электроэнергетике, возможно, вам не захочется хвастаться, что вы построили установку солнечных панелей за $ -100 \, \ text {Megawatt} $, так что вас простят, если вы не упомянули $ — знак $.

Чем хороша отрицательная сила?

Идея отрицательной силы — неплохая вещь. Если вы создаете бюджет мощности для сложной системы, вы вычисляете всю положительную мощность, рассеиваемую пассивными элементами, и уравновешиваете ее со всей отрицательной мощностью от элементов, генерирующих энергию.Все должно быть равно нулю.

---

Резюме

Соглашение о знаках для пассивных компонентов говорит:

Стрелка тока указывает на клемму положительного напряжения элемента.

При таком соглашении о знаках мы напрямую применяем закон Ома $ (v = i \, \ text R) $ к резисторам.

Если вы когда-нибудь увидите, что правила знаков нарушаются, это должно привлечь ваше внимание и напомнить вам о необходимости включить знак минус в закон Ома.

Когда вы используете знаковое соглашение для пассивных элементов $ (\ text R, \ text L, \ text C) $, степень $ P = i \, v $ имеет положительный знак.Положительная мощность связана с мощностью рассеяния .

Если вы примените соглашение о пассивном знаке к элементу, вырабатывающему энергию, мощность будет иметь отрицательный знак. Отрицательная мощность связана с мощностью поколения .

Полярность падений напряжения | Закон Ома

При использовании обычного протекания тока мы можем отследить направление тока в той же цепи, начав с положительной (+) клеммы и перейдя к отрицательной (-) клемме батареи, единственного источника напряжения в цепи.Из этого мы можем видеть, что ток течет по часовой стрелке, от точки 1 к 2, к 3, к 4, к 5, к 6 и снова обратно к 1.

Когда ток достигает сопротивления 5 Ом, на концах резистора падает напряжение. Полярность этого падения напряжения положительная (+) в точке 3 относительно точки 4.

Мы можем обозначить полярность падения напряжения на резисторе отрицательными и положительными символами в соответствии с направлением тока; независимо от того, на каком конце резистора ток равен , вход положителен по отношению к концу резистора, он равен на выходе :

Мы могли бы сделать нашу таблицу напряжений немного более полной, указав полярность напряжения для каждой пары точек в этой цепи:

Между точками 1 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 4 (-) = 10 вольт
Между точками 1 (+) и 5 ​​(-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 5 ​​(-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 5 ​​(-) = 10 вольт
Между точками 1 (+) и 6 (-) = 10 вольт
Между точками 2 (+) и 6 (-) = 10 вольт
Между точками 3 (+) и 6 (-) = 10 вольт
 

Хотя документировать полярность падения напряжения в этой цепи может показаться немного глупым, это важная концепция, которую нужно освоить.Это будет критически важно при анализе более сложных схем, включающих несколько резисторов и / или батарей.

Полярность не имеет ничего общего с законом Ома

Следует понимать, что полярность не имеет ничего общего с законом Ома: в уравнения закона Ома никогда не должно входить отрицательное напряжение, ток или сопротивление! Есть и другие математические принципы электричества, которые учитывают полярность с помощью знаков (+ или -), но не закона Ома.

ОБЗОР:

• Полярность падения напряжения на любом резистивном компоненте определяется направлением тока через него: положительных на входе и отрицательных на выходе.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

.