Teoria del circuit de corrent continu

Què és DC?

A l’escola primària vam aprendre que tot està fet per àtoms. Es tracta d’un producte de tres partícules: electrons, protons i neutrons. Com el seu nom indica, el neutró no té cap càrrega, mentre que els protons són positius i els electrons són negatius.

En l'àtom, els electrons i els protons es mantenen junts en una formació estable, però si per qualsevol procés extern els electrons estan separats dels àtoms, sempre voldran instal·lar-se en la posició anterior, de manera que crearan atracció cap als protons. Si utilitzem aquests electrons lliures i l’empenyem dins d’un conductor que forma un circuit, l’atracció de potencial produeix la diferència de potencial.

Si el flux d'electrons no canvia el seu recorregut i es troba en fluxos o moviments unidireccionals dins d'un circuit, s'anomena CC o corrent continu. La tensió continu és la font de tensió constant.

En cas de corrent continu, la polaritat mai no s'invertirà ni canviarà respecte al temps, mentre que el flux de corrent pot variar amb el temps.

Com a la realitat, no hi ha un estat perfecte. En el cas del circuit per on circulen electrons lliures, també és cert. Aquests electrons lliures no flueixen de manera independent, ja que els materials conductors no són perfectes per deixar fluir lliurement els electrons. S'oposa al flux d'electrons per una determinada regla de restriccions. Per a aquest número, tots els circuits electrònics / elèctrics consten de tres quantitats bàsiques individuals que s’anomena VI R.

• Voltatge (V)
• Corrent (I)
• I resistència (R)

Aquestes tres coses són les magnituds bàsiques bàsiques que apareixen gairebé en tots els casos quan veiem o descrivim alguna cosa o fem alguna cosa relacionada amb l'electricitat o l'electrònica. Tots dos estan molt relacionats, però han indicat tres aspectes diferents a Electrònica o Fonaments elèctrics.

Què és actual?

Com s'ha dit anteriorment, els electrons separats lliures flueixen a l'interior dels circuits; aquest flux d’electrons (càrrega) s’anomena corrent. Quan s’aplica una font de tensió a través d’un circuit, les partícules de càrrega negativa flueixen contínuament a una velocitat uniforme. Aquest corrent es mesura en Amperes segons la unitat SI i es denota com I o i. Segons aquesta unitat, 1 amper és la quantitat d'electricitat transportada en 1 segon. La unitat base de càrrega és el coulomb.

1A és 1 coulomb de càrrega transportat en un circuit o conductor en 1 segon. Per tant, la Fórmula és així

1A = 1 C / S

On, C es denomina coulomb i S és el segon.

En un escenari pràctic, els electrons flueixen des de la font negativa fins a la font positiva de la font d'alimentació, però per a una millor comprensió del circuit relacionat amb el flux de corrent convencional se suposa que el corrent flueix des del terminal positiu al negatiu.

En alguns diagrames de circuits, veurem sovint que poques fletxes amb I o i estan apuntades al flux de corrents, que és el flux convencional de corrent. Veurem l’ús de corrent a la placa de commutació de paret com a “Màxim de 10 amperis nominal” o al carregador de telèfon “la càrrega màxima de corrent és d’1 amperi ”, etc.

El corrent també s’utilitza com a prefix amb submúltiples com a amples de quilo (10 ³ V), milli-amperis (10 ^-3 A), microamperis (10 ^-6 A), nano-amperis (10 ^-9 A), etc.

Què és el voltatge?

La tensió és la diferència de potencial entre dos punts d’un circuit. Notifica l'energia potencial emmagatzemada com a càrrega elèctrica en un punt de subministrament elèctric. Podem indicar o mesurar la diferència de tensió entre dos punts en els nodes del circuit, la unió, etc.

La diferència entre dos punts anomenats diferència de potencial o caiguda de tensió.

Aquesta caiguda de tensió o diferència de potencial es mesura en volts amb el símbol de V o v. Més tensió denota més capacitat i més retencions a la càrrega.

Com es va descriure abans, la font de tensió constant s'anomena tensió continu. Si el voltatge canvia periòdicament amb el temps, es tracta d’un voltatge de corrent altern o corrent altern.

Un volt és, per definició, el consum d’energia d’un joule per càrrega elèctrica d’un coulomb. La relació és la descrita

V = energia potencial / càrrega o 1V = 1 J / C

On, J es denota com Joule i C és coulomb.

Una caiguda de tensió de voltatge es produeix quan un corrent d'1 amperi travessa una resistència d'1 ohm.

1V = 1A / 1R

On A és Ampere i R és resistència en ohm.

La tensió també s'utilitza com a prefix amb submúltiples com Kilovolt (10 ³ V), milivolt (10 ^-3 V), micro-volt (10 ^-6 V), nano-volt (10 ^-9 V), etc. La tensió també és denotada tant com a tensió negativa com a tensió positiva.

El voltatge de corrent altern es troba habitualment a les botigues de casa. A l'Índia és de 220 V CA, als EUA de 110 V CA, etc. Podem obtenir tensió CC convertint aquest CA a CC o de bateries, panells solars, diverses fonts d'alimentació i carregadors de telèfon. També podem convertir CC a CA mitjançant inversors.

És molt important recordar que el voltatge pot existir sense corrent, ja que és la diferència de voltatge entre dos punts o la diferència de potencial, però el corrent no pot fluir sense cap diferència de voltatge entre dos punts.

Què és la resistència?

Com en aquest món, res és ideal, tots els materials tenen certes especificacions per resistir el flux d'electrons quan passen d'ell. La capacitat de resistència d’un material és la seva resistència que es mesura en ohms (Ω) o omega. Igual que el corrent i el voltatge, la resistència també té un prefix per a submúltiples com Kilo-ohms (10 ³ Ω), mili-ohms (10 ^-3 Ω), megaohms (10 ⁶ Ω), etc. La resistència no es pot mesurar. en negatiu; només és un valor positiu.

La resistència avisa si el material del qual passa el corrent és un bon conductor significa baixa resistència o un mal conductor significa alta resistència. 1 Ω és una resistència molt baixa en comparació amb 1 M Ω.

Per tant, hi ha materials que tenen una resistència molt baixa i que són un bon conductor de l’electricitat. Igual que el coure, l’or, la plata, l’alumini, etc. D’altra banda, hi ha diversos materials que presenten una resistència molt elevada i, per tant, són un mal conductor de l’electricitat, com ara el vidre, la fusta, el plàstic, s’utilitzen principalment per aïllar com a aïllants.

A més, els tipus especials de materials s’utilitzen àmpliament a l’electrònica per les seves capacitats especials per a conduir l’electricitat entre conductors dolents i bons. Són semiconductors, el seu nom indica que és natural, semiconductor. Els transistors, díodes, circuits integrats es fabriquen mitjançant semiconductors. El germani i el silici són un material semiconductor àmpliament utilitzat en aquest segment.

Com s'ha comentat abans, la resistència no pot ser negativa. Però la resistència té dos segments particulars, un en segment lineal i l’altre en segment no lineal. Podem aplicar un càlcul matemàtic específic relacionat amb els límits per calcular la capacitat de resistència d’aquesta resistència lineal, en canvi, la resistència segmentada no lineal no té una definició ni relacions adequades entre el voltatge i el flux de corrent entre aquestes resistències.

Dret d'Ohms i VI relació:

Georg Simon Ohm també conegut com Georg Ohm és un físic alemany que va trobar una relació proporcional entre caiguda de tensió, resistència i corrent. Aquesta relació es coneix com a llei d’Ohms.

Segons la seva constatació, s’afirma que el corrent que passa a través d’un conductor és directament proporcional a la tensió que el travessa. Si convertim aquesta troballa en formació matemàtica, ho veurem

Corrent (Ampere) = Voltatge / Resistència I (Ampere) = V / R

Si coneixem algun dels dos valors d’aquestes tres entitats, podem trobar el tercer.

A partir de la fórmula anterior, trobarem les tres entitats i la fórmula serà: -

Voltatge	V = I x R	La sortida serà el voltatge en volt (V)
Actual	I = V / R	La sortida serà actual a Ampere (A)
Resistència	R = V / I	La sortida serà la resistència en ohm (Ω)

Vegem la diferència d’aquestes tres utilitzant un circuit on la càrrega és resistent i s’utilitza un mesurador d’am per mesurar el corrent i un mesurador de voltatge per mesurar el voltatge.

A la imatge anterior, un amperímetre es connectava en sèrie i proporcionava el corrent a la càrrega resistiva, per altra banda, un voltímetre connectat a través de la font per mesurar la tensió.

És important recordar que un amperímetre ha de ser 0 resistent ja que suposadament ha de proporcionar 0 resistència al corrent que hi circula, i perquè això passi, es connecta un amperímetre ideal de 0 ohm en sèrie, però com que la tensió és la diferència de potencial de dos nodes, el voltímetre està connectat en paral·lel.

Si canviem el corrent de la font de tensió o la tensió de la font de tensió o la resistència de càrrega a través de la font de forma lineal i després mesurem les unitats, produirem el resultat següent:

En aquest gràfic, si R = 1, el corrent i el voltatge augmentaran proporcionalment. V = I x 1 o V = I. per tant, si es fixa la resistència, la tensió augmentarà amb el corrent o viceversa.

Què és el poder?

Es crea o es consumeix energia, en un circuit electrònic o elèctric s’utilitza la potència nominal per proporcionar informació sobre la quantitat de potència que consumeixen els circuits per obtenir-ne una sortida adequada.

Segons la regla de la natura, l'energia no es pot destruir, però sí que es pot transferir, com l'energia elèctrica convertida en energia mecànica quan s'aplica electricitat a un motor o l'energia elèctrica es converteix en calor quan s'aplica a un escalfador. Per tant, un escalfador necessita energia, que és la potència, per proporcionar una dissipació adequada de la calor, que potència és la potència nominal de l'escalfador a la producció màxima.

La potència es denota amb el símbol de W i es mesura en WATT.

La potència és el valor multiplicat de la tensió i el corrent. Tan, P = V x I

On, P és potència en watts, V és tensió i I és ampere o flux de corrent.

També té subprefixos com Kilo-Watt (10 ³ W), mili-Watt (10 ^-3 W), mega-Watt (10 ⁶ W), etc.

Com que la llei d’Ohms V = I x R i la llei de potència és P = V x I, podem posar el valor de V en la llei de potència mitjançant la fórmula V = I x R. Llavors serà la llei del poder

P = I * R * I O P = I ² R

En organitzar el mateix, podem trobar la mínima cosa quan no hi ha una altra, les fórmules es reordenen a la matriu següent:

Per tant, cada segment consta de tres fórmules. En qualsevol dels casos, si la resistència es convertia en 0, el corrent serà infinit, s'anomena condició de curtcircuit. Si la tensió es va convertir en 0, el corrent no existeix i la potència serà 0, si el corrent es va convertir en 0, el circuit es troba en condicions de circuit obert on hi ha la tensió, però no el corrent, de manera que la potència serà 0, si la potència és 0 llavors els circuits no consumiran ni produiran energia.

Concepte de flux d’electrons

Fluxos actuals per atraccions de càrrega. En realitat, ja que els electrons són partícules negatives i flueixen des del terminal negatiu fins al terminal positiu de la font d'energia. Així doncs, en els circuits reals, el flux de corrent d’electrons des del terminal negatiu al terminal positiu, però en el flux de corrent convencional, com hem descrit abans, suposem que el corrent flueix del terminal positiu a negatiu. A la següent imatge entendrem el flux de corrent molt fàcilment.

Sigui quina sigui la direcció, no produeix cap efecte sobre el flux de corrent dins d’un circuit. És més fàcil entendre el flux de corrent convencional de positiu a negatiu. El flux de corrent d'una sola direcció és de corrent continu o continu i que alternen la seva direcció anomenada corrent altern o corrent altern.

Exemples pràctics

Vegem dos exemples per entendre millor les coses.

1. En aquest circuit, una font de 12V CC està connectada a través d’una càrrega de 2Ω, calculeu el consum d’energia del circuit?

En aquest circuit, la resistència total és la resistència a la càrrega, de manera que el R = 2 i el subministrament de tensió d’entrada són de 12V CC, de manera que el V = 12V. El flux de corrent als circuits serà

I = V / R I = 12/2 = 6 Amperes

Com a Potència (W) = Voltatge (V) x Ampere (A), la potència total serà de 12 x 6 = 72W.

També podem calcular el valor sense Ampere.

Potència (W) = Potència = Voltatge ² / Resistència Potència = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 watts

Qualsevol que sigui la fórmula que s’utilitzi, la sortida serà la mateixa.

2. En aquest circuit, el consum d'energia total a través de la càrrega és de 30 watts, si connectem un subministrament de 15 V CC, quanta intensitat es necessita?

En aquest circuit es desconeix la resistència total. La tensió d’alimentació d’entrada és de 15V CC, de manera que el V = 15V CC i la potència que circula pels circuits és de 30W, per tant, el P = 30W. El flux de corrent als circuits serà

I = P / VI = 30/15 2 Amperes

Per tant, per encendre els circuits a 30 W, necessitem una font d’alimentació de 15 V CC que sigui capaç d’oferir un corrent continu de 2 amperes o més, ja que el circuit requereix un corrent de 2A.