Всем привет, в этой статье разберемся как два простых элемента в электронике могут дополнять друг друга и отлично работать в паре. Общее, что их связывает это электроны. Как мы знаем конденсатор накапливает электроны, а резистор контролирует их поток. Получается, что если соединить эти два элемента, можно контролировать поток электронов. Вернее контролировать заряд и разряд конденсатора.
Чем больше сопротивление резистора, тем будет меньший протекать ток через него при определенном напряжении. Конденсатор при этом будет заряжаться медленнее. Увеличить заряд конденсатора можно если установить конденсатор большей емкости. Так меняя сопротивление резистора на меньшее или большее, а так же емкость конденсатора с меньшего на большее можно подбирать разное время зарядки и разрядки конденсатора.
Включение и выключение цепочки RC
Тут схема резистора и конденсатора
Величина выходного напряжения на этой схеме зависит от величины заряда конденсатора. Чем больше электронов конденсатор будет держать в себе, то есть полностью заряжен, тем ближе будет напряжение на выходе схемы, и наоборот, чем ниже заряжен конденсатор, тем меньше будет напряжение на схеме.
Для разных электронных компонентов нужны разные напряжения. Таким образом значения резисторов и конденсаторов можно подобрать таким образом, что бы схема включалась и выключалась в определенное время.
Определить время заряда конденсатора можно по формуле RC =T
Величины элементов нужно брать в основных единицах - Омы для резистора и Фарады для конденсаторов.
Например если взять резистор 1 мОм и конденсатор 20 мкФ рассчитаем время заряда конденсатора.
1 000 000 Х 0,000020 = 20
Конденсатор зарядится через 20 секунд.
Так же можно плавно выбирать время включения выключения схемы, если добавить в схему переменный резистор с постоянным последовательно, постоянный резистор должен быть меньшим номиналом чем в схеме. Общее сопротивление будет равно сумме сопротивлений.
Схема временной задержки ниже состоит из резистора R и конденсатора C, соединенных последовательно.
Когда выключатель замкнут, конденсатор заряжается медленно, потому что резистор пропускает лишь небольшой ток.
Это похоже на зарядку мобильного телефона. Аккумулятор заряжается не сразу, потому что в цепи есть резистор, ограничивающий ток. Если мы уберем резистор в мобильном телефоне, батарея будет слишком сильно нагреваться при зарядке.
Конденсатор на рисунке 67 заряжается через резистор R,
но его напряжение не растет с постоянной скоростью.
Сначала он заряжается быстро, но по мере увеличения напряжения оно уменьшается.
Во время зарядки конденсатора, когда он не заряжен, напряжение питания
пропускает большой ток через резистор R, быстро заряжая конденсатор и вызывая резкий рост напряжения. По мере увеличения напряжения на конденсаторе разница в напряжении между конденсатором и питанием становится минимальной, в результате чего через резистор протекает лишь небольшой ток. Следовательно, напряжение на конденсаторе растет медленнее.
Рассмотрим несколько схем работы с задержкой времени
Не имеет значения, насколько быстро или медленно или непоследовательно заряжается конденсатор, поскольку в большинстве схем напряжение на конденсаторе определяется, а длительность достижения этого напряжения называется ЗАДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ.
Однако, чтобы избежать неправильных представлений о зарядке конденсатора, поясню, что именно происходит.
На графике ниже показан процесс заряда конденсатора. На нем видно, что вначале он заряжается быстро, затем медленно и, в конце концов, очень постепенно.
Начальный участок графика характеризуется постоянной зарядкой, обозначенной прямой линией, с напряжением примерно 63 %.
Время, необходимое для достижения этого напряжения, обозначается как единица времени или постоянная времени. Последующая фаза графика охватывает четыре единицы времени или константы времени и завершается конечным напряжением, которое почти достигает 100 %, но так и не достигает отметки 100 %.
Рассмотрим еще одну простую схему
Для создания схемы с временной задержкой необходимы три вещи:
1. Резистор (R)
2. Конденсатор (C)
3. "Точка обнаружения".
Когда кнопка нажата, конденсатор (C) постепенно заряжается через резистор (R). Через некоторое время напряжение на "Точке обнаружения" падает до 0,6 В, что приводит к включению транзистора. В результате светодиод начинает светиться.
Рассмотрим еще одну схему задержки времени
Для активации транзистора будем использовать схему задержки времени.
Убедитесь, что конденсатор 100 мкФ разряжен, прикоснувшись к его выводам одновременно с помощью отрезка проволоки.
Нажмите на выключатель и наблюдайте отсутствие реакции. Через некоторое время светодиод тускло загорается и постепенно становится ярче.
Это свидетельствует о двух вещах:
1. Транзистор не включится, если напряжение на базе равно нулю.
Чтобы транзистор начал включаться, напряжение на его базе должно составлять 0,6 В, а при 0,65 В транзистор включается полностью.
Таким образом, светодиод включается.
Когда схема изначально собрана и переключатель не активирован, транзистор остается выключенным, а светодиод - неподключенным к транзистору, как показано на соответствующей схеме.
Нажатие на переключатель включает транзистор, который через несколько секунд подтягивает нижний вывод светодиода к шине 0 В. Это действие активирует светодиод.
Когда светодиод полностью включен, его нижний вывод почти напрямую подключен к шине 0 В.
Это означает, что когда транзистор полностью включен, нижний вывод светодиода почти напрямую соединен с шиной 0В.
Напряжение между выводом светодиода и шиной 0 В равно 0,2 В. Это характерное напряжение на клеммах коллектор-эмиттер транзистора, когда он включен.
В трех схемах, показанных выше, светодиод переходит из состояния OFF в состояние ON благодаря действию транзистора в качестве переключателя, что является одной из важнейших функций электроники.
Поэтому это действие получило название "Транзистор как переключатель".
Оно лежит в основе ВСЕХ цифровых схем.
Это объясняется следующими двумя фактами:
1. Когда транзистор выключен, схема не потребляет ток и не теряет энергию.
2. При включенном транзисторе напряжение на светодиоде почти равно 0 В, и нет резистора в нижнем выводе, чтобы тратить энергию.
Таким образом, мы можем включать и выключать предметы без потери энергии. Это основа цифровой электроники. Об этом будет следующая моя статья.
На этом все. Пишите ваши комментарии, ставьте лайки, подписывайтесь на блог, что бы не пропустить новые видео на моем канале. До новых встреч.