Como configurar resistores, capacitores e transistores em circuitos eletrônicos

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Nesta postagem, tentamos avaliar como configurar ou conectar componentes eletrônicos, como resistores, capacitores dentro de circuitos eletrônicos por meio de cálculo correto

Por favor, leia minha postagem anterior sobre o que é voltagem e corrente , a fim de compreender os fatos eletrônicos básicos explicados a seguir de forma mais eficaz.



O que é um resistor

- É um componente eletrônico utilizado para resistir ao fluxo de elétrons ou à corrente. É usado para proteger os componentes eletrônicos, restringindo o fluxo de corrente quando a tensão aumenta. Os LEDs requerem resistores em série pelo mesmo motivo, para que possam operar em tensões maiores do que a classificação especificada. Outros componentes ativos como transistores, mosfets, triacs e SCRs também incorporam resistores pelos mesmos motivos.

O que é um capacitor

É um componente eletrônico que armazena uma certa quantidade de carga elétrica ou simplesmente a tensão / corrente aplicada, quando seus cabos são conectados aos pontos de alimentação relevantes. O componente é basicamente avaliado com um par de unidades, microfarad e tensão. O 'microfarad' decide a quantidade de corrente que pode armazenar e a voltagem define quanta voltagem máxima pode ser aplicada ou armazenada nele. A classificação de tensão é crítica, se exceder a marcação, o capacitor simplesmente explodirá.



A capacidade de armazenamento destes componentes significa que a energia armazenada torna-se utilizável, portanto estes são usados ​​como filtros onde a tensão armazenada é utilizada para preencher os espaços em branco ou depressões de tensão na fonte de alimentação, preenchendo ou alisando as valas da linha.

A energia armazenada também se torna aplicável quando é liberada lentamente através de um componente de restrição, como um resistor. Aqui, o tempo consumido pelo capacitor para carregar ou descarregar totalmente torna-se ideal para aplicações de temporizador, onde o valor do capacitor decide a faixa de temporização da unidade. Portanto, eles são usados ​​em temporizadores, osciladores etc.

Outra característica é que, uma vez que um capacitor está totalmente carregado, ele se recusa a passar mais corrente / tensão e interrompe o fluxo da corrente através de seus cabos, o que significa que a corrente aplicada passa por seus cabos apenas no decorrer do carregamento e é bloqueada após o carregamento o processo está concluído.

Este recurso é explorado para permitir a comutação de um componente ativo específico momentaneamente. Por exemplo, se uma tensão de disparo for aplicada à base de um transistor por meio de um capacitor, ela será ativada apenas por um determinado fragmento de tempo, até que o capacitor fique totalmente carregado, após o qual o transistor para de conduzir. A mesma coisa pode ser testemunhada com um LED quando alimentado por um capacitor, ele acende por uma fração de segundo e depois desliga.

O que é um transistor

É um componente semicondutor com três terminais ou pernas. As pernas podem ser conectadas de modo que uma das pernas se torne uma saída comum para as tensões aplicadas às outras duas pernas. A perna comum é chamada de emissor, enquanto as outras duas pernas são chamadas de base e coletor. A base recebe o gatilho de chaveamento com referência ao emissor e isso permite uma tensão e corrente relativamente altas para passar do coletor ao emissor.

Esse arranjo faz com que funcione como um interruptor. Portanto, qualquer carga conectada ao coletor pode ser LIGADA ou DESLIGADA com potenciais relativamente pequenos na base do dispositivo.

As tensões aplicadas na base e no coletor finalmente chegam ao destino comum através do emissor. O emissor é conectado ao terra para o tipo NPN e positivo para os tipos PNP de transistor. NPN e PNP são complementares entre si e operam exatamente da mesma maneira, mas usando direções ou polaridades opostas com tensões e correntes.

O que é um diodo:

Por favor refira Este artigo para a informação completa.

O que é um SCR:

Pode ser bastante comparado a um transistor e também é usado como chave em circuitos eletrônicos. Os três cabos ou pernas são especificados como a porta, o ânodo e o cátodo. O cátodo é o terminal comum que se torna o caminho de recepção para as tensões aplicadas na porta e no ânodo do dispositivo. A porta é o ponto de ativação que comuta a energia conectada ao ânodo através da perna comum do cátodo.

No entanto, ao contrário dos transistores, a porta de um SCR requer uma quantidade maior de voltagem e corrente e, além disso, o dispositivo pode ser usado para comutar exclusivamente CA em seu ânodo e cátodo. Portanto, torna-se útil para comutar cargas CA em resposta aos disparos recebidos em sua porta, mas a porta precisará puramente de um potencial CC para implementar as operações.

Implementando os componentes acima em um circuito prático:

Como configurar resistores, capacitores e transistores em circuitos eletrônicos ......?

Usar e implementar peças eletrônicas praticamente em circuitos eletrônicos é a última palavra que qualquer aquarista eletrônico pretende aprender e dominar. Embora seja mais fácil falar do que fazer, os dois exemplos a seguir o ajudarão a entender sobre como resistores, capacitores e transistores podem ser configurados para construir um circuito de aplicação específico:

Como o assunto pode ser muito grande e pode ocupar muitos volumes, discutiremos apenas um único circuito composto de transistor, capacitor, resistores e LED.

Basicamente, um componente ativo ocupa o centro do palco em um circuito eletrônico, enquanto os componentes passivos desempenham o papel de suporte.

Digamos que queremos fazer um circuito de sensor de chuva. Uma vez que o transistor é o principal componente ativo, deve ocupar o centro do palco. Então, o colocamos bem no centro do esquema.

Os três terminais dos transistores estão abertos e precisam da configuração necessária por meio das partes passivas.

Conforme explicado acima, o emissor é a saída comum. Como estamos usando um tipo de transistor NPN, o emissor deve ir para o terra, então o conectamos ao terra ou ao barramento de alimentação negativo do circuito.

A base é o sensor principal ou a entrada de acionamento, portanto, essa entrada precisa ser conectada ao elemento sensor. O elemento sensor aqui é um par de terminais de metal.

Um dos terminais é conectado à alimentação positiva e o outro terminal precisa ser conectado à base do transistor.

O sensor é usado para detectar a presença de água da chuva. No momento em que começa a chover, as gotas de água ligam os dois terminais. Como a água tem uma resistência baixa, começa a vazar a tensão positiva através de seus terminais, para a base do transistor.

Essa tensão de vazamento alimenta a base do transistor e, no curso, atinge o solo através do emissor. No momento em que isso acontece, conforme a propriedade do dispositivo, ele abre as portas entre o coletor e o emissor.

Isso significa que agora, se conectarmos uma fonte de tensão positiva ao coletor, ela será imediatamente conectada ao solo por meio de seu emissor.

Portanto, conectamos o coletor do transistor ao positivo, porém fazemos isso por meio da carga para que a carga opere com a comutação, e é exatamente isso que estamos procurando.

Simulando rapidamente a operação acima, vemos que a alimentação positiva vaza pelos terminais de metal do sensor, toca a base e segue seu curso para finalmente atingir o solo completando o circuito da base, porém esta operação puxa instantaneamente a tensão do coletor para o solo através do emissor, ligando a carga que é uma campainha aqui. A campainha toca.

Esta configuração é a configuração básica, porém precisa de muitas correções e também pode ser modificada de muitas maneiras diferentes.

Olhando para o esquema, descobrimos que o circuito não inclui um resistor de base porque a própria água atua como um resistor, mas o que acontece se os terminais do sensor forem acidentalmente em curto, toda a corrente seria despejada para a base do transistor, fritando-o imediatamente.

Portanto, por razões de segurança, adicionamos um resistor à base do transistor. No entanto, o valor do resistor de base decide quanta corrente de disparo pode entrar pelos pinos de base / emissor e, portanto, afeta a corrente de coletor. Por outro lado, o resistor de base deve ser tal que permita que corrente suficiente seja puxada do coletor para o emissor, permitindo a comutação perfeita da carga do coletor.

Para cálculos mais fáceis, como regra prática, podemos supor que o valor do resistor de base seja 40 vezes maior do que a resistência de carga do coletor.

Portanto, em nosso circuito, assumindo que a carga do coletor é uma campainha, medimos a resistência da campainha que equivale a dizer 10K. 40 vezes 10K significa que a resistência base deve ser algo em torno de 400K, no entanto, descobrimos que a resistência à água está em torno de 50K, então deduzindo esse valor de 400K, obtemos 350K, que é o valor do resistor base que precisamos selecionar.

Agora suponha que queremos conectar um LED a este circuito em vez de uma campainha. Não podemos conectar o LED diretamente ao coletor do transistor porque os LEDs também são vulneráveis ​​e exigirão um resistor limitador de corrente se a tensão de operação for superior à tensão direta especificada.

Portanto, conectamos um LED em série com um resistor de 1K através do coletor e positivo do circuito acima, substituindo o buzzer.

Agora, o resistor em série com o LED pode ser considerado como a resistência de carga do coletor.

Então agora a resistência da base deve ser 40 vezes esse valor, o que equivale a 40K, porém a resistência da água em si é 150K, significa que a resistência da base já está muito alta, o que significa que quando a água da chuva atravessa o sensor, o transistor não será capaz de LIGUE o LED brilhantemente, em vez disso, o acenderá muito fracamente.

Então, como podemos resolver esse problema?

Precisamos tornar o transistor mais sensível, então conectamos outro transistor para auxiliar o existente em uma configuração de Darlington. Com este arranjo, o par de transistores torna-se altamente sensível, pelo menos 25 vezes mais sensível do que o circuito anterior.

25 vezes mais sensibilidade significa que podemos selecionar uma resistência de base que pode ser 25 + 40 = 65 a 75 vezes a resistência do coletor, obtemos o intervalo máximo de cerca de 75 em 10 = 750K, então isso pode ser tomado como o valor total da base resistor.

Deduzindo 150 K da resistência à água de 750 K, obtemos 600 K, então esse é o valor do resistor de base que podemos escolher para a configuração atual. Lembre-se de que o resistor de caixa pode ter qualquer valor, desde que cumpra duas condições: não está aquecendo o transistor e está ajudando a alternar a carga do coletor de forma satisfatória. É isso.

Agora, suponha que adicionemos um capacitor na base do transistor e no aterramento. O capacitor, conforme explicado acima, armazenará inicialmente alguma corrente quando a chuva começar através dos vazamentos nos terminais do sensor.

Agora, depois que a chuva para e o vazamento da ponte do sensor é desconectado, o transistor ainda continua conduzindo soando a campainha ... como? A tensão armazenada dentro do capacitor agora alimenta a base do transistor e o mantém ligado até que seja descarregado abaixo da tensão de chaveamento da base. Isso mostra como um capacitor pode servir em um circuito eletrônico.




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