Что такое входное сопротивление и как его измерить
При работе со сложными схемами нужно уметь определять характеристики их отдельных блоков и элементов. В частности, входное и выходное сопротивление. Важно знать, что они из себя представляют, как определяются и какую роль играют в работе устройства.
Понятие входного сопротивления для постоянного тока
Радиоэлектронные устройства могут быть не только относительно, но и очень сложными, состоящими из многих блоков. Однако независимо от сложности устройства, количества используемых в нем деталей, схему можно рассматривать в качестве совокупности простых частей с определенной разностью потенциалов на входе. На выходе блока имеется ещё два контакта, на которых также присутствует напряжение. В первом случае его называют входным, в другом — выходным. Сказанное можно пояснить следующим рисунком.
Входное сопротивление цепи можно легко измерить с помощью вольтметра. Также нетрудно определить силу тока, протекающего между контактами. Для этого достаточно к схеме последовательно подключить амперметр. Получив эти два параметра, по закону Ома можно определить сопротивление схемы. Его называют входным. Иногда при этом рассматривают входное сопротивление длинной линии. Его определяющим свойством является то, что при подключении нагрузки к клеммам источника питания электрические характеристики не меняются.
Устройство блока может быть достаточно сложным, но в рассматриваемом случае не принимаются во внимание особенности его конструкции. Фактически можно представить, что внутри как бы находится резистор с определенным активным сопротивлением, соответствующим измеренному.
Входное электрическое сопротивление рассматривается как общая характеристика конкретного блока. Напряжение на вход может поступать с выхода другого блока или, например, с клемм аккумулятора или батареи.
Что такое внутреннее сопротивление при переменном токе
В предыдущем разделе было рассмотрено чисто активное сопротивление. При наличии в цепи только активного сопротивления фазы напряжения и тока совпадают. В реальных схемах обязательно присутствует реактивное сопротивление, которое делится еще на ёмкостное и индуктивное. Для постоянного тока его значение принято считать пренебрежимо малым и не принимать во внимание при расчёте параметров.
Если используется переменное напряжение на входе, тогда рассматривается полное сопротивление, состоящее из активного и реактивного. Их суммируют, используя правило прямоугольного треугольника. В этом случае один катет соответствует активному сопротивлению, второй — реактивному, а гипотенуза — полному или импедансу.
Важно учитывать, что в цепи с переменным током фаза напряжения сдвигается относительно фазы тока. Сдвиг фаз зависит от соотношения активного и реактивного сопротивлений конкретной цепи.
При отсутствии конденсаторов и катушек индуктивности в цепи емкостным и индуктивным сопротивлениями можно пренебречь и учитывать только активное. В этом случае ток будет следовать за напряжением, одновременно принимая нулевые и максимальные значения.
Если же в цепь включить катушку или конденсатор, создающих индуктивное или емкостное сопротивление настолько большого значения, что активное становится пренебрежимо малым, то сдвиг фаз будет равен π/2.
Так как реактивное сопротивление зависит от частоты поступающего сигнала, то чтобы более точно определить импеданс, необходимо узнать нужные параметры при двух различных частотах.
Следует принимать во внимание, что входное полное сопротивление линии может быть различным в отличающихся температурных условиях. Характер и величина отличий зависит от конкретного устройства рассматриваемого блока. Также требуется учитывать обратное влияние самой процедуры измерения на электрические параметры схемы.
Входное сопротивление зависит еще и от того, каким способом вводится в цепь сигнал обратной связи (ОС). Если этот сигнал отсутствует, то входное сопротивление определяется напряжением и током, присутствующими на входе. В том случае, когда обратную связь вводят по последовательной схеме, сопротивление на входе увеличивается при отрицательной ОС и уменьшается при положительной ОС.
При использовании параллельной схемы введения ОС входное сопротивление уменьшается и при отрицательной, и при положительной ОС. При небольшом сопротивлении в цепи ОС оно может составлять десятые, и даже тысячные доли Ома.
Как измерить
При определении входных параметров блока его устройство не рассматривается, но при этом может возникнуть необходимость провести измерение входного сопротивления. Блок выглядит как чёрный ящик, имеющий две входных и две выходных клеммы. Наиболее простым решением является определение входного напряжения и силы тока. Для простоты можно предположить, что рассматривается постоянный ток. Определить входное электрическое сопротивление в этом случае можно способом, который описан далее.
Найти входное сопротивление можно, разделив напряжение на силу тока. Однако в рассматриваемом случае нужно понимать, что если напряжение подаётся с батареи, то на показания будет влиять внутреннее сопротивление источника тока.
Если в блоке используется конденсатор, то нужно учитывать, что через него ток проходить не будет. С другой стороны, для переменного тока он помехой не является. Для переменного тока в качестве входного сопротивления цепи рассматривается полное сопротивление (импеданс). Оно представляет собой векторную сумму активного (омического) и реактивного (индуктивного и ёмкостного) сопротивлений. Однако его значение будет отличаться при различных частотах. Поэтому процедура измерения является более сложной по сравнению с постоянным током. В этом случае может быть использована следующая схема.
В данной схеме применён генератор переменного тока, который расположен слева. Его соединяют с исследуемым блоком, подавая на него переменный ток. На одном из соединительных проводов ставится резистор с известным сопротивлением R.
Напряжение измеряют дважды — перед резистором и после него. Пусть его значение будет равно U1 и U2 соответственно. Как известно, при переменном входном токе I(вх) падение напряжения на этой детали составит U2 – U1. С другой стороны оно будет равно I(вх) × R. В результате может быть получена следующая формула:
Из этой формулы можно определить величину входного тока:
I(вх) = ( U2 − U1 ) / R.
На вход исследуемого блока поступает напряжение U2:
Входное сопротивление R(вх) найдем, используя формулу:
( U2 − U1 ) / R = U2 / R(вх).
Определяем значение сопротивления:
R(вх) = R × U2 / ( U2 − U1 ).
Все величины в правой части равенства являются известными или были измерены. Подставив их формулу, можно определить величину входного сопротивления схемы.
Применение описанного здесь способа позволяет точно вычислять входное сопротивление даже в тех случаях, когда оно очень велико.
Выходное напряжение
При рассмотрении упрощённой схемы блока видно, что у него имеется выходное напряжение. Оно появляется на контактах, указанных на изображении справа.
На рисунке показан идеальный источник тока, который, как предполагается, не имеет внутреннего сопротивления. Это означает, что может быть создан сколько угодно большой ток. Имеющийся на схеме резистор нарушает определенную идеальность, ограничивая величину тока при коротком замыкании.
Измерение выходного тока может быть выполнено следующим образом. Напряжение U является известной величиной. При коротком замыкании может быть измерен проходящий по контактам ток. Выходное сопротивление R(вых) определяется по закону Ома. Для его вычисления необходимо напряжение разделить на ток.
Однако этот способ неудобен, так как большой ток нарушает условия функционирования схемы и может привести к поломкам. Поэтому на практике между клеммами ставят дополнительный резистор с известной величиной сопротивления R и только после этого измеряют значение силы тока I и напряжения U2. Предварительно следует определить разность потенциалов U1 с помощью вольтметра. Исходя из закона Ома, получают следующую формулу:
R(вых) = ( U2 – U1 ) / ( U2 / R ).
Практическое применение
Понятие входного сопротивления играет важную роль при согласовании характеристик соединённых между собой блоков. Сказанное можно пояснить на следующем примере.
Предположим, что первым блоком является источник питания. Если к его клеммам присоединён следующий блок, то при практическом определении его входного сопротивления станет понятно, что оно немного меньше расчётной величины.
Это связано с наличием внутреннего сопротивления аккумулятора. Чем оно больше, тем искажение заметнее. Аналогичная ситуация наблюдается при соединении двух любых других блоков. Чтобы передача сопротивления проходила с минимальными потерями, необходимо, чтобы выходное сопротивление предыдущего блока было намного меньше входного у последующего.
С учетом этого обстоятельства необходимо уметь определять рассматриваемые величины, а при создании схемы обеспечивать их правильное соотношение. Если оно будет нарушено, то произойдёт значительное падение напряжения при передаче.
На практике обычно сталкиваются с очень большими значениями входных сопротивлений. В некоторых случаях они могут достигать 1 МОм. Это часто происходит при относительно небольшом входном напряжении. В результате сила рассматриваемого тока получается также небольшой.
В электронике входное и выходное сопротивление играют важную роль. Все качественные измерительные приборы стараются делать с очень высоким входным сопротивлением, чтобы оно минимально сказывалось на измеряемом сигнале и не гасило его амплитуду.
Что касается качественных источников питания, то их выпускают с очень небольшим выходным сопротивлением, чтобы при подключении низкоомной нагрузки напряжение на выходе «не проседало». Но даже если это случится, его можно подкорректировать вручную, используя регулировку выходного напряжения, присутствующую в каждом нормальном источнике питания.
Калькулятор напряжения – расчет по току, сопротивлению, мощности
Расчет электрического напряжения по току, сопротивлению, мощности с помощью калькулятора – рассчитайте напряжение онлайн и по формулам.
- Расчёт
- Скачать
Используйте калькулятор напряжения для расчета вольтажа сети по известным значениям силы тока, сопротивления, мощности. Алгоритм программы выполняет подсчеты по формулам закона Ома для участка цепи. Чтобы получить результат, выберите необходимый тип операции, заполните поля и нажмите кнопку «Рассчитать».
Смежные нормативные документы:
- СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
- СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
- ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
- ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
- ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»
Формулы расчета напряжения
Электрическое напряжение (U) — это скалярная физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению заряда из одной точки цепи к другой. Международная единица измерения — Вольт (В / V).
— Напряжение по току и сопротивлению: U = I × R
— Напряжение по току и мощности: U = P / I
— Напряжение по мощности и сопротивлению: U = √(P × R)
Делитель напряжения. Расчет делителя напряжения.
Делитель напряжения, одна из широко используемых схем соединения резисторов. Делитель напряжения позволяет уменьшить выходное напряжение. Например, на вход делителя подается 12 Вольт, а на выходе 3 Вольта, или сколько нужно, но не больше входного напряжения делителя. Схема соединения резисторов, о которой мы говорим, может использоваться только для слаботочной нагрузки, чуть позже я объясню почему. Вот собственно и сама схема делителя:
Делитель напряжения вы все ни один раз видели, например, регулятор громкости. Регулятором громкости является переменный резистор, соединенный по схеме потенциометра.
Потенциометр, можно представить как два резистора, соединённых последовательно, при вращении рукоятки один резистор уменьшает свое сопротивление, другой увеличивает.
В делителе напряжения, входное напряжение полностью падает на двух резисторах. Например, входное напряжение 40 Вольт и если на одном резисторе падает 3 Вольта, то на другом 37 Вольт.
Расчет делителя напряжения.
Сразу скажу одно правило, ток, протекающий через резистор R1 и R2 должен быть как минимум в 10 раз больше, чем ток нагрузки (иначе будет просадка напряжения на выходе). Например, если к нашему девайсу будет подсоединена лампа, потребляющая ток 40 мА, то делитель нужно рассчитывать так, чтобы ток, текущий через резисторы R1 и R2 был минимум 400 мА (в 10 и более раз больше).
И еще один нюанс. Ток делителя не только должен быть больше тока нагрузки в 10 раз, но и должен быть меньше тока, выдаваемого источником тока. Вот пример, мы посадили на выход делителя напряжения лампу, потребляющую 200 мА, соответственно ток через делитель потечет как минимум в 10 раз больше (2 Ампер), но если источник тока у нас рассчитан выдавать 1 Ампер, то он просто напросто не вытянет и сгорит, либо сработает защита.
Поэтому есть правило. При расчете делитель напряжения нужно рассчитывать так, чтобы ток через него был как минимум в 10 раз больше тока нагрузки и меньше максимального тока источника. Отсюда делитель напряжения используют для слаботочных нагрузок.
Входной ток (ток делителя) ищется по такой формуле:
Например, у меня входное напряжение 12 Вольт (10 Ампер), мне нужен делитель напряжения, у которого на выходе нагрузка напряжением 3 Вольта и током потребления 20 мА (зацеплю светодиод).
Ток делителя Iвх должен быть минимум в 10 раз больше тока нагрузки, возьму в 20 раз. Получается Iвх = 20 мА*20=400мА.
Найдем теперь сумму резисторов R1 и R2 (Rобщ) зная ток, текущий через них 0,4 Ампер и напряжение на них 12 Вольт. Rобщ=12 Вольт/0,4 Ампер = 30 Ом.
Далее нахожу номинал резистора R2 по следующей формуле:
R2 = (3 Вольта*30 Ом)/12 Вольт = 7,5 Ом.
Теперь нахожуу R1, R1 = Rобщ – R2 = 30 – 7,5 = 22,5 Ом.
Давайте проверим по этой формуле:
Iвх = 3 Вольт / 7,5 Ом = 0,4 Ампер.
Iвх = 12 Вольт / 30 Ом = 0,4 Ампер.
Рассчитаем мощность резисторов. Напряжение на R2 = 3 Вольт, значит напряжение на R1 = Uвх-Uвых = 9 Вольт (я уже говорил, если на одном падает 3 Вольта, то на втором резисторе делителя падает остальное напряжение).
Мощность ищется по следующей формуле:
P1 = 9 Вольт* 0,4 Ампер = 3,6 Вт (из стандартного ряда 5 Вт);
P2 = 3 Вольт* 0,4 Ампер = 1,2 Вт (из стандартного ряда 2 Вт);
Вот еще несколько формул, вы их можете использовать для расчета делителя напряжение в зависимости от того, какими известными значениями вы владеете.
- Проверка расчета практически.
При расчете мы получили следующие номиналы резисторов, R1 = 22,5 Ом (из стандартного рядя 22 Ом), R2 = 7,5 Ом.
По мощности у меня оба резистора 2 Вт, поэтому R1 у меня сильно греется.
Входное напряжение делителя 12 Вольт.
Напряжение, которое падает на R1 = 22 Ом почти 9 Вольт.
Напряжение, которое падает на R2 = 7,5 Ом (наше выходное напряжение делителя) = 3 Вольта.
Ток, текущий через R1 и R2 (входной ток делителя) = 430 мА.
Светодиод загорается и горит в нормальном режиме, не перегорая.
Что показывает вольтметр, или математика розетки
О чем эта статья
Сегодня я ненадолго отступлю от своей обычной темы о визуальном программировании контроллеров и обращусь к теме измерений напряжения прямо в ней, в розетке!
Родилась эта статья из дискуссий за чаем, когда разразился спор среди «всезнающих и всеведающих» программистов о том, чего многие из них не понимают, а именно: как измеряется напряжение в розетке, что показывает вольтметр переменного напряжения, чем отличается пиковое и действующие значения напряжений.
Скорее всего, это статья будет интересна тем, кто начинает творить свои устройства. Но, возможно, поможет и кому-то опытному освежить память.
В статье рассказано о том, какие напряжения есть в сети переменного тока, как их измеряют и о том, что следует помнить при проектировании электронных схем.
Всему дано краткое и упрощённое математическое обоснование, чтобы было ясно не только «как», но и «почему».
Кому не интересно читать про интегралы, ГОСТы и фазы — могут сразу переходить к заключению.
Вступление
Когда люди начинают говорить о напряжении в розетке, очень часто стереотип «в розетке 220В» скрывает от их взора реальное положение дел.
Начнем с того, что согласно ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230В±10% при частоте 50±0,2Гц (межфазное напряжение 400В, напряжение фаза-нейтраль 230В). Но в том же ГОСТ имеется примечание: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».
Согласитесь, что это уже совсем не то однозначное «в розетке 220В», к которому мы привыкли. А когда речь начинает идти о «фазном», «линейном», «действующем» и «пиковом» напряжениях — вообще каша получается знатная. Так сколько же вольт в розетке?
Чтобы ответить на этот вопрос начнем с того, как измеряется напряжение в сети переменного тока.
Как измерять переменное напряжение?
Прежде, чем углубиться в дебри цепей переменного тока и напряжения, вспомним школьную физику цепей тока постоянного.
Цепи постоянного тока — вещь простая. Если мы возьмем некоторую активную нагрузку (пусть это будет обычная лампа накаливания, как на рисунке) и воткнем ее в цепь постоянного тока, то все, что происходит в нашей цепи будет характеризоваться всего двумя величинами: напряжением на нагрузке U и током, протекающим через нагрузку I. Мощность, которая потребляется нагрузкой однозначно вычисляется по формуле, известной со школы: 
.
Или, если учесть, что по закону Ома 
, то мощность P, потребляемую нагрузкой-лампочкой, можно вычислить по формуле 
.
С переменным напряжением все куда сложнее: в каждый момент времени — оно может иметь разное мгновенное значение. Следовательно, в разные моменты времени, на нагрузке, подключенной к источнику переменного напряжения (например, на лампе накаливания, воткнутой в розетку) будет выделяться разная мощность. Это очень неудобно с точки зрения описания электрической цепи.
Но нам повезло: форма напряжения в розетке синусоидальная. А синусоида, как известно, полностью описывается тремя параметрами: амплитудой, периодом и фазой. В однофазных сетях (а обычная розетка с двумя дырочками именно и есть однофазная сеть) про фазу можно забыть. На рисунке подробно показаны два периода сетевого однофазного напряжения. Того самого, что в розетке.
Рассмотрим, что означают все эти буковки на рисунке.
Период T — это время между двумя соседними минимумами или соседними максимумами синусоиды. Для осветительной сети РФ этот период составляет 20 миллисекунд, что соответствует частоте 50Гц. Частота колебаний напряжения электрической сети выдерживается очень точно, до долей процента.
Очевидно, что в любых двух точках синусоиды, отстоящих друг от друга на целое число периодов, напряжения всегда равны между собой.
Амплитуда Um — это максимальное напряжение, пик синусоиды. Про действующее напряжение Uд поговорим чуть ниже.
Напряжение в розетке (или однофазной сети) описывается формулой
где t — текущий момент времени, Um — амплитуда (или пиковое значение) напряжения, T — период сетевого напряжения.
Если с однофазным переменным напряжением более или менее все ясно, то попробуем посчитать мощность, которая выделяется на нашей любимой лампе накаливания, при втыкании ее прямо в розетку.
Так как лампа накаливания является активной нагрузкой (а это значит, что ее сопротивление не зависит от частоты напряжения и тока), то мгновенная мощность, выделяемая на лампе накаливания, воткнутой в розетку, будет вычисляться по формуле
где t — текущий момент времени, а R — сопротивление лампы накаливания при нагретой спирали. Зная амплитуду переменного напряжения Um, можно записать:
Понятно, что мгновенная мощность — неудобный параметр, да и на практике не особо нужный. Поэтому практически обычно применяется мощность, усредненная за период.
Именно усредненная мощность указана на лампочках, нагревателях и прочих бытовых утюгах.
Рассчитывается усредненная мощность в общем случае по формуле:
А для нашей синусоиды — по гораздо более простой формуле:
Можете сами подставить вместо 
функцию 
и взять интеграл, если не верите.
Не думайте, что про мощность я вспомнил просто так, из вредности. Сейчас поймете, зачем она нам была нужна. Переходим к следующему вопросу.
Что же показывает вольтметр?
Для цепей постоянного тока, тут все однозначно — вольтметр показывает единственное напряжение между двумя контактами.
С цепями переменного тока все опять сложнее. Некоторые (и этих некоторых не так мало, как я убедился) считают, что вольтметр показывает пиковое значение напряжения Um, но это не так!
На самом деле, вольтметры обычно показывают действующее или эффективное, оно же среднеквадратичное, напряжение в сети Uд.
Разумеется, речь идет о вольтметрах переменного напряжения! Поэтому, если будете измерять вольтметром напряжение сети, обязательно убедитесь, что он находится в режиме измерения переменного напряжения.
Оговорюсь, что «пиковые вольтметры», показывающие амплитудные значения напряжения, тоже существуют, но на практике при измерении напряжения питающей сети в быту обычно не применяются.
Разберемся, почему такие сложности. Почему бы не измерять просто амплитуду? Зачем выдумали какое-то «действующее значение» напряжения?
А все дело в потребляемой мощности. Я ведь не просто так писал о ней. Дело в том, что действующее (эффективное) значение переменного напряжения равно величине такого постоянного напряжения, которое за время, равное одному периоду этого переменного напряжения, произведет такую же работу, что и рассматриваемое переменное напряжение.
Или, по-простому, лампочка накаливания будет светить одинаково ярко, воткнем ли мы ее в сеть постоянного напряжения 220В или в цепь переменного тока с действующим значением напряжения 220В.
Для тех, кто уже знаком с интегралами или еще не забыл математику, приведу общую формулу расчета действующего напряжения произвольной формы:
Из этой формулы также становится ясно, почему действующее (эффективное) значение переменного напряжения также называют «среднеквадратичным».
Заметим, что подкоренное выражение и есть та самая «усредненная за период мощность», стоит только поделить это выражение на сопротивление нагрузки R.
Применительно к синусоидальной форме напряжения, страшный интеграл после несложных преобразований превратится в простую формулу:
где Uд — действующее или среднеквадратичное значение напряжение (то самое, которое обычно показывает вольтметр), а Um — амплитудное значение.
Действующее напряжение хорошо тем, что для активной нагрузки, расчет усредненной мощности полностью совпадает с расчетом мощности на постоянном токе:
Это и не удивительно, если вспомнить определение действующего значения напряжения, которое было дано чуть выше.
Ну и, наконец, посчитаем, чему же равна амплитуда напряжения в розетке «на 220В«:
В худшем случае, если у вас сеть на 240В, да еще и с допуском +10%, амплитуда будет аж 
!
Поэтому, если хотите, чтобы ваши устройства, питающиеся от сети, работали стабильно и не сгорали, выбирайте элементы, которые выдерживают пиковые напряжения не менее 400В. Разумеется, речь идет об элементах, на которые непосредственно подаётся сетевое напряжение.
Отмечу, что для не-синусоидальной формы сигнала действующее значение напряжения рассчитывается по иным формулам. Кому интересно — могут сами взять интегралы или обратиться к справочникам. Нас же интересует питающая сеть, а там всегда должна быть синусоида.
Фазы, фазы, фазы…
Помимо обычной однофазной осветительной сети
220В все слышали и о трехфазной сети
380В. Что такое 380В? А это межфазное эффективное напряжение.
Помните, я сказал, что в однофазной сети про фазу синусоиды можно забыть? Так вот, в трехфазной сети этого делать нельзя!
Если говорить по простому, то фаза — это сдвиг во времени одной синусоиды относительно другой. В однофазной сети мы всегда могли принять за начало отсчета любой момент времени — на расчеты это не влияло. В трехфазной сети необходимо учитывать насколько одна синусоида отстоит от другой. В трехфазных сетях переменного тока каждая из фаз отстоит от другой на треть периода или на 120 градусов. Напомню, что период измеряется также в градусах и полный период равен 360 градусов.
Если мы возьмем осциллограф с тремя лучами и прицепимся к трем фазам и одному нулю, то увидим такую картину.
«Синяя» фаза — начинается от нуля отсчета. «Красная» фаза — на треть периода (120 градусов) позже. И, наконец «зеленая» фаза начинается на две трети периода (240 градусов) позже «синей». Все фазы абсолютно симметричны друг относительно друга.
Какую именно фазу брать за точку отсчета — не важно. Картина будет одинаковой.
Математически можно записать уравнения всех трех фаз:
«Синяя» фаза:
«Красная» фаза:
«Зеленая» фаза:
Если измерить напряжение между любой из фаз и нулем в трехфазной сети — то получим обычные 220В (или 230В или 240В — как повезет, см. ГОСТ).
А если измерить напряжение между двумя фазами — то получим 380В (или 400В или 415В — не забываем об этом).
То есть трехфазная сеть — многолика. Ее можно использовать как три однофазные сети с напряжением 220В или как одну трехфазную сеть с напряжением 380В.
Откуда взялось 380В? А вот откуда.
Если мы подставим в формулу расчета действующего напряжения наши данные о двух любых фазах, то получим:
Uдф — действующее межфазное, оно же линейное напряжение.
Учитывая, что амплитуда каждой фазы 
получим, что
для межфазного напряжения. На рисунке наглядно показано, как образуется межфазное напряжение, которое обозначено F1-F2 из двух фазных напряжений фаз F1 и F2. Напряжение фаз F1 и F2 измеряется относительно нулевого провода. Линейное напряжение F1-F2 измеряется между двумя разными фазными проводами.
Как видим, что действующее межфазное напряжение больше амплитуды синусоидального напряжения одной фазы.
Амплитуда межфазного напряжения составляет:
Для наихудшего случая (сеть 240В и межфазное напряжение 415В, да еще 10% сверху) амплитуда межфазного напряжения составит:
Учтите это при работе в трехфазных сетях и выбирайте элементы, рассчитанные не менее, чем на 650В, если им предстоит работать между двумя фазами!
Надеюсь, теперь понятно что показывает вольтметр переменного тока?
Заключение
Итак, очень кратко, почти на пальцах, мы ознакомились с тем какие напряжения действуют в бытовых сетях переменного тока. Подведем краткие итоги всего, изложенного выше.
- Фазное напряжение — это напряжение между фазой и нулевым проводом.
- Линейное или межфазное напряжение — это напряжение между двумя разными фазными проводами одной трехфазной сети.
- В сетях переменного тока РФ действуют три, хоть и близких, но разных стандарта (фазное/линейное): 220В/380В, 230В/400В и 240В/415В переменного тока с частотой 50Гц.
- Вольтметр переменного тока обычно показывает действующее (оно же среднеквадратичное, оно же эффективное) напряжение, которое в
раза меньше, чем пиковое (амплитудное) напряжение в сети. - В наихудшем с точки зрения стандартов случае пиковое фазное напряжение составляет примерно 373В, а пиковое линейное напряжение — 645B. Это следует учитывать при разработке электронных схем.
раза меньше, чем пиковое (амплитудное) напряжение в сети.Надеюсь эта статья помогла кому-то разобраться в теме и ответить для себя на некоторые вопросы.
Источник
Что такое входное напряжение?
Вход напряжения – это обобщённое название входов устройств измерения или преобразования электрического напряжения. … Для любого входа напряжения прибора (преобразователя) в его документации всегда оговаривается рабочий диапазон входного напряжения и предельно допустимое входное напряжение.
Что такое выходное напряжение?
3.
Что такое входное и выходное сопротивление?
Но что такое входное и выходное сопротивление? Это уже что-то новенькое. Если прислушаться к этим фразам, то входное сопротивление – это сопротивление какого-то входа, а выходное – сопротивление какого-либо выхода.
Чему равно входное сопротивление?
Но более точное измерение входного сопротивление прибора получается по двум измерениям для разных напряжений U1 и U2 и соответствующим измеренным токам I1 и I2; в этом случае входное сопротивление вычисляется по формуле: RВХ = (U1 − U2 ) / ( I1 − I2).
Как найти напряжение на входе?
В соответствии со вторым законом Кирхгофа, напряжение на входе электрической цепи равно сумме падений напряжений на сопротивлениях цепи.
Как измерить выходное сопротивление?
Кд=Rн/Rвых. То есть Кд есть отношение сопротивления подключенной нагрузки к выходному сопротивлению усилителя.
Как измерить входное сопротивление вольтметра?
Чтобы определить входное сопротивление вашего вольтметра, выполните следующие действия;
- Измерьте напряжение с помощью измерителя и одновременно с другим измерителем, измерьте ток, проходящий через ВОЛЬТМЕТР. (Ампер-метр)
- Используя закон Ома, рассчитайте следующее …
Что такое входное сопротивление транзистора?
Вторым немаловажным параметром является входное сопротивление транзистора. Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы. Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления.
Какие существуют схемы включения транзистора?
Соответственно тому, какой из электродов в схеме включения транзистора будет являться общим, различают три основные схемы включения: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ).
Что делает эмиттер?
Таким образом, ключевыми элементами биполярного транзистора являются два p-n-перехода, а не один, как в полевых. Эмиттер исполняет функцию генератора носителей заряда, которые формируют рабочий ток, стекающий в приёмник – коллектор. База необходима для подачи управляющего напряжения.
Какие существуют схемы включения биполярных транзисторов?
Следовательно, существуют 3 схемы подключения биполярного транзистора: ОЭ – с общим эмиттером, ОБ – общей базой, ОК – общим коллектором. Каждая обладает как преимуществами, так и недостатками, в зависимости от области применения и требуемых характеристик делают выбор подключения.
Какие бывают способы включения транзистора в электрическую схему?
В зависимости от того, какой электрод является общим для входной и выходной цепей, различают три способа включения транзистора: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК) (см. рис. 3.
Какая схема включения биполярного транзистора одновременно дает усиление по току и по напряжению?
Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером. Эта схема заслужила популярность своими усилительными свойствами. Из всех схем она дает наибольшее усиление по току и по напряжению, соответственно, велико и увеличение сигнала по мощности.
Как это работает транзистор?
Как работает транзистор в цепи электрического тока? Основной принцип работы транзистора заключается в управлении электрическим током с помощью незначительного тока являющегося своего рода управляющим током. В полевых транзисторах носители зарядов движутся к коллектору от эмиттера через базу.
Что такое PNP и NPN переходы?
Транзисторы NPN требуют питания с положительной полярностью относительно общих клемм, а PNP транзисторы требуют отрицательного питания. … Единственное различие заключается в полярности напряжений, подаваемых на их N-P-N и P-N-P переходы, то есть на эмиттер-базу-коллектор.
Что такое транзисторы в процессоре?
В современных процессорах используются два основных типа транзисторов: pMOS и nMOS. Транзистор nMOS позволяет току течь, когда подается ненулевое напряжение на затвор, а транзистор pMOS – наоборот, проводит ток, когда напряжение на затворе стремится к нулю.
Что находится внутри процессора?
Процессор может содержать один или несколько блоков обработки. Каждый блок называется ядром . Ядро содержит , блок управления и регистры, Обычно компьютеры имеют два (двух), четырех (четырех) или больше ядер. Процессоры с несколькими ядрами имеют больше возможностей для запуска нескольких программ одновременно.
Как выглядит процессор?
Как выглядит процессор на компьютере Центральный Процессор (ЦП) — кристалл с множеством выводов. Процессор соизмерим по размерам со спичечным коробком, а толщиной не более 3-4-х миллиметров. Вот некоторые из современных процессоров.
Что такое ядро в процессоре?
Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д.
Что такое кристалл процессора?
Кристалл и подложка Кристаллы — это такие твёрдые тела, в которых атомы и молекулы вещества находятся в строгом порядке. Проще говоря, атомы в кристалле расположены предсказуемым образом в любой точке. Это позволяет точно понимать, как будет вести себя это вещество при любом воздействии на него.
Входное напряжение формула
Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике. Принцип работы ее прост: на входе подается более высокое входное напряжение и затем оно преобразуется в более низкое выходное напряжение с помощью пары резисторов. Формула расчета выходного напряжения основана на законе Ома и приведена ниже. Существует несколько обобщений, которые следует учитывать при использовании делителей напряжения. Это упрощения, которые упрощают оценку схемы деления напряжения. Это верно независимо от значений резисторов.
Поиск данных по Вашему запросу:
Входное напряжение формула
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Делитель напряжения
- 2.2. Входное сопротивление
- Входное и выходное сопротивление
- Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор
- Делитель напряжения: схема и расчёт
- Резисторы, ток и напряжение
- Резисторный делитель напряжения, расчёт, схема, калькулятор
- Пример использования термина
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Схема диодного выпрямителя на конденсаторном делителе, понижающая напряжение на выходе в 2 раза
Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента — это сама схема и формула расчета. Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.
Делитель напряжения. В электротехнике очень часто применяются делители напряжения, работу которых можно рассмотреть, применяя правило распределения напряжений.
В радиоэлектронике правило делителя напряжения является простым и важнейшим схемным принципом, используемым для того, чтобы на выходе иметь пониженное напряжение. Простейшим примером является резистивный делитель напряжения, состоящий из двух сопротивлений, включенных в схему последовательно с выводом между ними. Используя входное Uвх, можно получить Uвых, являющееся частью от Uвх. Очень эффективно его применение в электросхемах на постоянном токе и при относительно низких частотах, там, где частотный отклик требуется в широком диапазоне. Потенциальные делители часто размещаются непосредственно после ИП, чтобы обеспечить передачу необходимого сигнала в различные части схемы.
Для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть используется делитель напряжения voltage divider. Это схема, строящаяся на основе пары резисторов.
В примере, на вход подаются стандартные 9 В.
Определение полного входного сопротивления в цепях переменного тока. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
Определение полного входного сопротивления в цепях переменного тока. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
ВикиЧтение
OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
Кеоун Дж.
Содержание
Определение полного входного сопротивления в цепях переменного тока
Рассмотрим «черный ящик», содержащий цепь с неизвестным полным сопротивлением, показанный на рис. 2.16. С помощью команды .PRINT вы можете вывести и V(I), и I(R). Однако эта команда не позволяет вывести значение V(I)/I(R). Различные математические операторы в ней не допускаются. Чтобы получить график желаемой переменной, следует использовать функцию Probe, которая может, кроме того, строить функции, использующие следующие операторы:
abs(x)
|x|
sgn(x)
+1 (если x > 0), 0 (если x = 0), -1 (если x<0)
sqrt(x)
?x
exp(x)
ex
log(x)
ln(|x|)
log10(x)
log(| x|)
m(x)
модуль x
p(x)
фазовый угол x
r(x)
действительная часть x
img(x)
мнимая часть x
g(x)
групповая задержка от x
pwr(x, y)
|х|y
sin(x)
sin(x)
cos(x)
cos(x)
tan(x)
tg(x)
atan(x)
arctg(x)
arctan(x)
arctg(x)
d(x)
дифференциал от x
s(x)
интеграл от x
avg(x)
среднее значение от x
rms(x)
действующее значение от х
min(x)
минимум действительной части
х
max(х)
максимум действительной части х
Рис.
2.16. Чёрный ящик, содержащий цепь с неизвестным полным сопротивлением
Таким образом, чтобы найти входное полное сопротивление схемы (рис. 2.16), можно включить очень маленький резистор R в качестве датчика тока. Полное входное сопротивление V(1)/I(R) можно найти в Probe, используя выражения r(V(I)/I(R)) для вещественной части Z и img(V(I)/I(R)) для мнимой части. Это дает тот же результат, что и использование r(VM(I)/IM(R)) и img(VM(I)/IM(R)). Получить фазовый угол для Z можно, используя p(V(I)/I(R)). Поясним эту методику примером.
На рис. 2.17 показана схема с резистивным датчиком тока и «неизвестным» полным сопротивлением в «черном ящике». Чтобы найти полное сопротивление, необходимо провести моделирование и использовать Probe.
Рис. 2.17. Схема с резистивным датчиком тока
Во входном файле предусмотрена вариация частоты входного напряжения:
Input Impedance Using a Small Current-Sensing Resistor
V 1 0 AC 1V
R 1 2 0.
001; Это резистивный датчик тока (шунт)
RL 2 3 100
RA 1 1А 1
С 3 0 1.9894uF
.AC LIN 501 500Hz 1500Hz
.PROBE
.END
Проведите моделирование, и получите в Probe графики частотных зависимостей для действительной и мнимой частей Zin. Результаты показаны на рис. 2.18. Используя режим курсора, убедитесь, что при f=1 кГц получаются следующие значения сопротивления: Rin=100 Ом (действительная часть Zin) и Xin=-80 Ом (мнимая часть Zin).
Рис. 2.18. Частотные зависимости для активной и реактивной составляющих Zin
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Создание входного файла
Создание входного файла
Откройте программу pspice.
exe (рис. В.3) и выберите позиции меню File, New, Text File, как показано на рис. В.4.
Рис. B.3. Пиктограммы на рабочем столе PSpice
Рис. В.4. Создание текстового файла на PSpiceПоявится пустое окно с мигающим курсором, позволяющее ввести текст.
Изменение входного файла
Изменение входного файла
Чтобы извлечь больше информации из анализа на PSpice, изменим входной файл (с расширением *.cir), добавив две следующие строки..DC VS 24V 24V 24V.PRINT DC I(R1) I(R2) I(R3)и снова запустим процесс моделирования. **** 09/08/99 10:48:54 ******* Evaluation PSpice (Nov 1998) *******First Circuit for PSpice**** CIRCUIT
Анализ цепей переменного тока
Анализ цепей переменного тока
Пример для цепи переменного тока показывает некоторые свойства установившегося режима цепи при гармоническом воздействии.На рис. 0.4 показана схема с источником питания 100 В при частоте 100 Гц.
Можно считать, что во входном файле приведено
Максимальная передача мощности в цепях переменного тока
Максимальная передача мощности в цепях переменного тока
В цепях постоянного тока максимальная мощность, выделяемая в нагрузке, достигается при RL=RS. В цепях переменного тока передача максимальной мощности достигается в том случае, когда значения полного сопротивления
Частотный анализ в последовательно-параллельных цепях переменного тока
Частотный анализ в последовательно-параллельных цепях переменного тока
На рис. 2.13 приведена еще одна цепь на переменном токе. Значения параметров: V=100?0° В; R1=10 Ом; R2=10 Ом, L=100 мГн и С=10 мкФ. Предположим, что резонансная частота неизвестна, и ее необходимо предварительно
Цепи переменного тока с несколькими источниками
Цепи переменного тока с несколькими источниками
Когда в схеме переменного тока имеется более одного источника питания, вы должны определить относительные фазовые углы источников.
Обратите внимание, что в каждой команде, описывающей источник напряжения в примере на рис.
Трехфазные цепи переменного тока
Трехфазные цепи переменного тока
Трехфазные схемы переменного тока могут быть рассчитаны по той же методике, что и однофазные, если нагрузка в каждой фазе одинакова (симметричная нагрузка). Когда нагрузка несимметрична, решение становится более сложным. В этом примере
Определение входного сопротивления
Определение входного сопротивления
Желательно, кроме того, найти входное сопротивление со стороны источника входного напряжения. Если мы просто используем команду.TF V(4) vsрезультаты будут некорректными. Вы можете это сделать и посмотреть, что получится. Удаление
Z -параметры для цепей переменного тока
Z-параметры для цепей переменного тока
Z-параметры для схемы переменного тока, подобной показанной на рис.
12.14, могут быть найдены с использованием PSpice. Мы найдем параметры холостого хода для этой схемы при частоте f=500 Гц. Удобно использовать источник тока в 1 А с нулевым
Цепи переменного тока
Цепи переменного тока
Чтобы анализировать цепи переменного тока, которые мы рассматривали в главе 2 (синусоидальный ток в установившемся режиме), нам необходим источник питания VAC из библиотеки источников и компоненты R, L и С из библиотеки аналоговых компонентов.
Цепи переменного тока с несколькими источниками
Цепи переменного тока с несколькими источниками
Проанализируем теперь с помощью Capture цепи с несколькими источниками переменного напряжения из главы 2. Создайте в Capture схему, показанную на рис. 14.35, с именем multisrc. Используйте VAC для каждого источника напряжения и установите
Временные диаграммы для цепей переменного тока со многими источниками гармонического сигнала
Временные диаграммы для цепей переменного тока со многими источниками гармонического сигнала
Решим теперь предыдущую задачу, применяя компоненты VSIN вместо VAC для источников напряжения V1, V2 и V3.
При этом проводится исследование переходного процесса во временной области.
2.1. Токи и напряжения в цепях постоянного тока
2.1. Токи и напряжения в цепях постоянного тока
Все напряжения, которые вычисляет PSPICE, являются напряжениями между отдельными точками электросхемы и одной опорной точкой, местоположение которой определяете вы сами, размещая на чертеже схемное обозначение «земли». В
Урок 3 Анализ цепи переменного тока
Урок 3
Анализ цепи переменного тока
Изучив материал этого урока, вы научитесь использовать программу PSPICE для расчета линейных цепей переменного тока. Вы сможете моделировать работу электросхем, состоящих из резисторов, катушек и конденсаторов (RLC-схем), находящихся в
10.1.2. Упражнение на определение наименьшего сопротивления
10.
1.2. Упражнение на определение наименьшего сопротивления
Допустимый ток коллектора BC548B составляет ICmax=200 мА. Определите, какое наименьшее сопротивление должна иметь лампочка при таком токе коллектора, чтобы ее можно было приводить в действие с помощью схемы,
Низкое или пониженное напряжение. Как повысить напряжение в сети
Содержание:
- Низкое и пониженное напряжение. Причины
- Чем опасно низкое и пониженное напряжение
- Какие приборы чувствительны к этой проблеме, а какие нет?
- Как повысить напряжение в сети
- Повысить напряжение с помощью стабилизаторов Skat и Teplocom
Низкое и пониженное напряжение. Причины
Почему в наших электрических сетях низкое или пониженное напряжение хорошо известно.
Основные причины — старение электрических сетей, плохое их обслуживание, износ основного оборудования, неверное планирование сетей, значительный рост потребления энергии. В результате мы имеем миллионы потребителей, получающих низкое напряжение. Хорошо, если в сети параметры падают до 200 Вольт, часто бывает что в домах 180, 160 и даже 140 Вольт.
Как известно, напряжение в сети не одинаково у потребителей, подключенных к одной линии передач. Чем дальше потребитель находится от распределительного устройства, тем ниже будет его значение. Конечно, в этой ситуации необходимо повысить напряжение.
К понижению напряжения также приводит существенное увеличение мощности каждого потребителя в сети. Сейчас трудно найти дом, в котором есть только один чайник, один телевизор, один холодильник и пять лампочек. А ведь это примерный расчёт потребления электричества в советские годы, в то время в домах устанавливали автоматы (пробки) на 6,5 Ампер.
Не сложный расчёт 6,5 х 220 показывает, что максимальная мощность электрических одновременно включенных приборов не должна была превышать 1,5 кВт. Сегодня один хороший чайник берет 2 кВт. В результате сеть просаживается, получаем низкое напряжение.
Ещё одно явление современной жизни, приводящее понижению параметров тока — сезонность и периодичность возрастания нагрузки. Особенно хорошо это явление можно проследить в дачных поселках. Летом потребление растёт: дачники приезжают, поливают, строят, варят, парят, охлаждают, качают, смотрят, вентилируют, сверлят, пилят, косят, отмечают, употребляют, закусывают — ну в целом «потребляют». А зимой нет никого — холодно и скучно. В результате летом напряжение падает, а зимой растёт. В выходные дни дачники приезжают, поливают, строят, варят, парят, охлаждают, качают, смотрят, вентилируют, сверлят, пилят, косят, отмечают, употребляют, закусывают — ну в целом опять «потребляют». А в рабочие дни нет никого — тихо и скучно. В результате в выходные дни напряжение падает, а в рабочие — растёт.
Чем опасно низкое и пониженное напряжение
Электрические приборы, которыми мы пользуемся, рассчитаны на входное напряжение в диапазоне 220—230 Вольт плюс-минус 5 %. Исходя из этого определяются все электрические параметры приборов: общее сопротивление, сопротивление отдельных частей схемы, длина и сечение всех проводников, количество витков в обмотках двигателей и электромагнитах, параметры транзисторов, резисторов, конденсаторов, трансформаторов, нагревательных элементов.
Если в сети низкое или пониженное напряжение, то электрические приборы могут работать не корректно, не эффективно или вовсе не работать. Низкое напряжение может привести к поломке прибора, перегреву, дополнительному износу или даже возгоранию устройства. Вот почему обязательно нужно повысить напряжение.
Какие приборы чувствительны к этой проблеме, а какие нет?
Легко переносят пониженное напряжение осветительные приборы: лампочки накаливания будут работать, но свет будут давать более тусклый.
Будут работать и электроплиты, но менее эффективно. Легко переносят низкое напряжение современные телевизоры, оснащенные импульсными источниками питания с широким диапазоном входного напряжения.
Наиболее чувствительны к низкому напряжению электродвигатели, электромагниты, платы управления. Низкое напряжение приводит к существенному (кратному) увеличению нагрузки на обмотки электродвигателей. Чем ниже напряжение, тем больше сила тока в этих приборах. В результате могут перегреться и даже расплавиться провода, прибор сгорит. Вот почему холодильники и насосы не могут даже включиться при низком напряжении, от полного сгорания их спасает встроенная защита, отключающая прибор. Для нормально работы электродвигателей необходимо повысить напряжение.
Низкое напряжение опасно и для элементов электронного управления различных сложных приборов. При пониженном напряжении микросхемы и процессоры работают не корректно, что приводит к отключению прибора или его поломке. Нельзя эксплуатировать при низком напряжении современные колонки отопления, они имеют и электронное управление и электронасосы.
Для нормально работы электронных устройств необходимо повысить напряжение.
Как повысить напряжение в сети
Чтобы повысить напряжение в сети есть два основных способа. Первый добиваться от энергетиков нормализации параметров электрического питания. Писать жалобы, ходить на приёмы к чиновникам, проводить экспертизы, идти в суд. Метод правильный, но очень трудный.
Второй способ повысить напряжение — использовать современные стабилизаторы. Конечно, этот способ работает не всегда, если напряжение очень низкое (меньше 120 вольт), то этот способ не сработает. Если вы решили использовать стабилизаторы чтобы повысить напряжение в вашем доме, нужно определиться с параметрами тока и величиной нагрузки. Исходя из этих параметров проводить выбор стабилизатора. Можно установить один мощный стабилизатор на входе в дом и обеспечить нормализацию параметров тока во всех помещениях. Этот способ самый эффективный, но требует вложения средств, профессионального монтажа, специального помещения.
Можно установить несколько локальных маленьких стабилизаторов в наиболее важных местах. Этот способ более простой и менее затратный. В первую очередь, необходимо повысить напряжение до нормального для таких потребителей как: насосы, холодильники, кондиционеры, газовые колонки.
Повысить напряжение с помощью стабилизаторов Skat и Teplocom
Большой выбор надежных стабилизаторов Skat и Teplocom вы найдете в разделе «Стабилизаторы напряжения». Высокое качество стабилизаторов напряжения Skat и Teplocom гарантируется 20-летним опытом производства электрооборудования.
На заводе введена, поддерживается и эффективно действует система управления качеством на основе принципов стандарта ISO 9001. Вся продукция компании соответствует требованиям стандартов ИСО 14001 и OHSAS 18001.
Стабилизаторы напряжения рекомендованы специалистами компаний: Vaillant, Baxi, Junkers, Thermona, Bosch, Buderus, Alphatherm, Gazeco, Termet, Chaffoteaux, Sime.
Надежная заводская гарантия — 5 лет!
Читайте также:
- Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети
- Скачки напряжения, защита от скачков напряжения
- Эффективная защита сети по напряжению
Мощность
Ом. Можете ли вы определить необходимое входное напряжение, просто взглянув на эту плату?
Нет, не слушайте скептиков. На самом деле, я могу многое понять из предоставленной вами информации. И изображения в высоком разрешении были очень полезны. Моя попытка ответить на ваши вопросы:
1) Можно ли визуально определить потребности платы в питании?
Ответ: В основном . Погуглив «шаговый двигатель ic 24 pin», я обнаружил, что U2, вероятно, является Allegro MicroSystems A39.82. На фото здесь стиль маркировки и нумерация деталей идентичны вашему фото.
Судя по техническому описанию, он использует две шины питания: логическая шина требует напряжения от 3 до 5 В, а шина питания шагового двигателя может потреблять до 30 В или около того. Убедитесь, что вы прочитали это техническое описание.
2) Если ответ на вопрос 1) «да»: Какая мощность нужна?
Необходимы дополнительные шаги обратного проектирования. Сначала выдвигается гипотеза, а затем гипотеза проверяется. Итак, вот данные, которые я считаю актуальными:
а) Пара черного и красного проводов идет к 2-контактному разъему J3. Угадайте: вероятно, сила.
б) J3 рядом с U7. Предположение: U7 выглядит как типичный линейный регулятор напряжения
c) Как правило, шаговые двигатели не питаются строго регулируемым напряжением и слишком большим током или напряжением, с которым регулятор U7 может справиться. Предположение: J3, вероятно, подключается напрямую к контакту U7 VBB1, который питает двигатель.
3) Если ответ на вопрос 1) «да»: Как это было определено в терминах, понятных новичку?
В принципе, вы можете использовать данные, полученные до сих пор, чтобы сделать хорошую гипотезу:
а) J3 обеспечивает мощность шагового двигателя.
Проверьте это, убедившись, что один контакт J3 идет к плоскости GND, а другой контакт идет к контакту VBB1 U2, используя омметр или отслеживая контакт (вы должны были опубликовать изображение нижней стороны).
b) На этикетке шагового двигателя должно быть указано номинальное напряжение, возможно, 12 В или 24 В или около того. Если 3a) выше проверено, то это будет напряжение, которое вы подаете на J3.
c) U7 — линейный стабилизатор, питающий логический блок микросхемы драйвера шагового двигателя U2. Проверьте это, убедившись, что один из его контактов подключен непосредственно к контакту VDD U2. Если это так, то шаговый двигатель и микросхема драйвера получают всю свою мощность от разъема J3; просто подайте любое напряжение, указанное на этикетке шагового двигателя, в J3.
Other Power
4) На J2 есть еще одна пара проводов красный/черный. Черный на контакте 4, красный на контакте 1. Глядя на вашу схему, это, вероятно, 5 вольт.
a) U6 — это LT1791 — линейный приемопередатчик RS485/RS422.
Это имеет смысл, так как в вашем кабеле есть две витые пары. Просматривая это техническое описание, сигнализация LT1791 находится на уровне 5 В, а RJ45 фиксирует сигналы данных на красно-черной шине питания с помощью диодов Шоттки, поэтому должно быть, что красно-черная пара на J2, вероятно, составляет 5 Вольт.
Следуйте за RX и TX разъема U6 к J2, и вы поймете, какая витая пара является RX, а какая витая пара — TX.
Ошибка в схеме RJ45
В схеме платы RJ45 есть вопиющая ошибка, и я был очень озадачен, пока не прочитал, что вы нарисовали ее сами. На фото показана черная и красная пара (я предполагаю, что это силовые провода), которые на вашей схеме соответствуют зеленой и серой линиям. Но если совместить фотографию с вашей схемой, это будет означать, что диоды на плате RJ45 будут смещены вперед и закоротят 5 В. Таким образом, либо ваша схема не совсем верна, либо черный провод несет 5 В, а красный — это GND, что противоречит общепринятому.
Другие лакомые кусочки
U1 — это микрочип PIC18F???? что-то 8-битный микроконтроллер.
На нем есть логотип Microchip, а надпись «PIC18F» едва читается. Он имеет кристалл на контактах 17 и 18, поэтому вы можете использовать его, если хотите подтвердить, что это PIC.
U4, вероятно, еще один линейный регулятор напряжения. Возможно, они используют PIC на 3,3 вольта. Вы можете проследить этот провод на печатной плате, но здесь это не очень важно.
Вокруг U4 и U7 есть целая куча переходных отверстий. Но похоже, что парень/девушка, занимающаяся компоновкой печатной платы, забыла добавить полигональную заливку, чтобы привязать нагревательный выступ U4 и U7 к этим переходным отверстиям. Дух.
В заключении
Таким образом, вы перепроектируете чью-то работу. Вы сравниваете каждую маленькую секцию со схемами, которые вы видели раньше, находите таблицы данных ИС, выдвигаете гипотезу, а затем проверяете гипотезу, отслеживая и «замыкая» соединения, чтобы они соответствовали вашей гипотезе. Обновите/исправьте гипотезу, если данные с ней не согласуются, и повторите.
И вам не нужно перепроектировать все это целиком; только те детали, которые вам нужны: шины питания и сигнальные пары RS422. Надеюсь, что это поможет и удачи!
Редактировать: P.S. Силовая штука на самом деле не так уж и сложна. Что будет сложнее, так это реверс-инжиниринг протокола данных. Без рабочего набора для «обнюхивания» данных или исходного кода, чтобы выяснить, как он взаимодействует с платой, или спецификации протокола, вы не будете знать, как «общаться» с платой, если не сможете прочитать код PIC (если незащищенный) и разберите его (очень продвинутый материал).
Входное напряжение в терминах напряжения сигнала Калькулятор
|
✖Конечное входное сопротивление — это конечное сопротивление источника тока или источника напряжения, который управляет цепью.ⓘ Конечное входное сопротивление [r π ] |
AbohmEMU of ResistanceESU of ResistanceExaohmGigaohmKilohmMegohmMicrohmMilliohmNanohmOhmPetaohmPlanck ImpedanceQuantized Hall ResistanceReciprocal SiemensStatohmVolt per AmpereYottaohmZettaohm |
+10% -10% |
|
|
✖Signal Resistance is the resistance which is fed with the signal источник напряжения по отношению к усилителю. |
AbohmEMU of ResistanceESU of ResistanceExaohmGigaohmKilohmMegohmMicrohmMilliohmNanohmOhmPetaohmPlanck ImpedanceQuantized Hall ResistanceReciprocal SiemensStatohmVolt per AmpereYottaohmZettaohm |
+10% -10% |
|
|
✖Input signal which is provided to a linear amplifier.ⓘ Input signal [V i ( t)] |
AbvoltAttovoltCentivoltDecivoltDekavoltEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаFemtovoltGigavoltHectovoltKilovoltMegavoltMicrovoltMillivoltNanovoltPetavoltPicovoltPlanck VoltageStatvoltTeravoltVoltWatt per AmperYoctovoltZeptovolt |
+10% -10% |
ⓘ Сопротивление сигнала [R s ] |
✖Входное напряжение — это напряжение, подаваемое на устройство.ⓘ Входное напряжение в пересчете на напряжение сигнала [В и ] |
AbvoltAttovoltCentivoltDecivoltDekavoltEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаFemtovoltGigavoltHectovoltKilovoltMegavoltMicrovoltMillivoltNanovoltPetavoltPicovoltPlanck VoltageStatvoltTeravoltVoltWatt per AmpereYoctovoltZeptovolt |
⎘ Копировать |
👎
Формула
Перезагрузить
👍
Входное напряжение относительно напряжения сигнала Решение
ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
ШАГ 1: Преобразование входных данных в базовые единицы
Конечное входное сопротивление: 20 Ом —> 20 Ом Преобразование не требуется
Сопротивление сигнала: 1,2 Ом —> 1,2 Ом Нет Требуется преобразование
Входной сигнал: 5 В —> 5 В Преобразование не требуется
ШАГ 2: вычисление формулы
ШАГ 3: преобразование результата в единицу измерения выхода
4,71698113207547 Вольт —> преобразование не требуется
2
<
Калькуляторы 10+ базовых конфигураций
Входное напряжение относительно напряжения сигнала Формула
Входное напряжение = (Конечное входное сопротивление/(Конечное входное сопротивление+Сопротивление сигнала))*Входной сигнал
V i = (r π /(r π + R s ))*V i (t)
Как работает переходной транзистор?
Теперь предположим, что мы используем три слоя кремния в нашем бутерброде вместо двух.
Мы можем сделать либо сэндвич p-n-p (с кусочком кремния n-типа в качестве заполнения между двумя кусочками p-типа), либо сэндвич n-p-n (с p-типом между двумя пластинами n-типа). Если мы соединим электрические контакты со всеми тремя слоями сэндвича, мы сможем сделать компонент, который будет либо усиливать ток, либо включать или выключать его, — другими словами, транзистор.
Как рассчитать входное напряжение с точки зрения напряжения сигнала?
Калькулятор входного напряжения в терминах напряжения сигнала использует Входное напряжение = (Конечное входное сопротивление/(Конечное входное сопротивление+Сопротивление сигнала))*Входной сигнал для расчета входного напряжения. Входное напряжение в терминах формулы напряжения сигнала определяется как напряжение, подаваемое в цепь, входное напряжение является напряжением питания в системе. Входное напряжение обозначается цифрой В и символ.
Как рассчитать входное напряжение через напряжение сигнала с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для входного напряжения с точки зрения напряжения сигнала, введите конечное входное сопротивление (r π ) , сопротивление сигнала (R s ) и входной сигнал (V i (t)) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить входное напряжение с точки зрения расчета напряжения сигнала с заданными входными значениями -> 4,716981 = (20/(20+1,2))*5 .
Часто задаваемые вопросы
Что такое входное напряжение с точки зрения напряжения сигнала?
Входное напряжение по формуле напряжения сигнала определяется как напряжение, подаваемое на цепь, входное напряжение является напряжением питания в системе и представляется как В i = (r π /(r π +R s ))*V i (t) или Входное напряжение = (Конечное входное сопротивление/(Конечное входное сопротивление+Сопротивление сигнала))*Входной сигнал .
Конечное входное сопротивление — это конечное сопротивление, воспринимаемое источником тока или источником напряжения, который управляет цепью. Сопротивление сигнала — это сопротивление, которое питается от источника напряжения сигнала по сравнению с усилителем и входным сигналом, который подается на линейный усилитель.
Как рассчитать входное напряжение по напряжению сигнала?
Входное напряжение по формуле напряжения сигнала определяется как напряжение, подаваемое на цепь, входное напряжение – это напряжение питания в системе, рассчитывается с помощью Входное напряжение = (Конечное входное сопротивление/(Конечное входное сопротивление+Сопротивление сигнала))*Входной сигнал . Чтобы рассчитать входное напряжение с точки зрения напряжения сигнала, вам нужно конечное входное сопротивление (r π ) , сопротивление сигнала (R s ) и входной сигнал (V i (t)) . С помощью нашего инструмента вам нужно ввести соответствующее значение для конечного входного сопротивления, сопротивления сигнала и входного сигнала и нажать кнопку расчета.
Вы также можете выбрать единицы измерения (если есть) для ввода (ов) и вывода.
Поделиться
Скопировано!
Видео-вопрос: определение соотношения входного и выходного напряжений делителя потенциала
Стенограмма видео
Малала создает делитель потенциала, показанный на схеме. 𝑅 один имеет значение 30 Ом, а 𝑅 два имеет значение 90 Ом. Какое отношение выходного напряжения к входному напряжению получается?
Итак, на этой диаграмме мы видим так называемый потенциальный делитель. Обычно он состоит из двух резисторов, в данном случае 𝑅 один и 𝑅 два. А поскольку входное напряжение подается на оба резистора, включенных последовательно, а выходное напряжение подается только на один из резисторов, это устройство, по сути, можно использовать для создания выходного напряжения, которое мы будем называть 𝑉 сабвуфером в этом примере. случае это определенная доля входного напряжения, которую мы будем называть 𝑉 sub in.
Прежде всего нам сказали, что значение 𝑅 единицы равно 30 Ом. А значение 𝑅 два равно 90 Ом. Вот сопротивления этих резисторов. В этом вопросе нас попросили выяснить отношение выходного напряжения к входному напряжению, создаваемому этим делителем потенциала. Другими словами, нас попросили найти отношение 𝑉 out, деленное на 𝑉 in. Итак, чтобы вычислить это отношение, давайте начнем с поиска выражения для 𝑉 out.
Ну, 𝑉 out — это разность потенциалов на этом резисторе 𝑅 два. Теперь, поскольку мы знаем, что правый конец этой цепи находится под нулевым напряжением, это поможет нам облегчить жизнь. Потому что разность потенциалов на резисторе 𝑅 два — это просто напряжение в этой точке минус напряжение в этой точке. Или, другими словами, это 𝑉 на выходе минус ноль вольт, или просто 𝑉 на выходе. Другими словами, значение 𝑉 out, которое мы пытаемся найти в нашем соотношении, — это просто разность потенциалов на резисторе 𝑅 два.
Теперь мы можем решить это, используя закон, известный как закон Ома.
Закон Ома говорит нам, что разность потенциалов на компоненте в цепи равна току через этот компонент, умноженному на сопротивление этого компонента. Итак, в данном случае можно сказать, что 𝑉 вых равно, ну, во-первых, току в резисторе, который мы не знаем, но назовем пока просто 𝐼, умноженному на сопротивление резистора, что 𝑅 два. Итак, на данный момент у нас есть выражение для 𝑉 out, которое здесь является вершиной нашей дроби. Давайте тогда попробуем найти выражение для 𝑉 в.
Теперь 𝑉 in — это просто разность потенциалов на резисторах 𝑅 два и 𝑅 один. Итак, если мы хотим еще раз применить закон Ома, то, прежде всего, нам нужно знать ток через оба резистора. А во-вторых, нам нужно знать сопротивление обоих резисторов вместе взятых. Теперь давайте начнем с обсуждения текущего. Это самый простой из двух.
Поскольку резисторы 𝑅 два и 𝑅 один соединены последовательно, мы знаем, что ток, протекающий через них обоих, должен быть одинаковым. Другими словами, через оба резистора должен протекать ток 𝐼.
Поскольку это был ток, который, как мы решили, протекает через резистор 𝑅 два. И еще раз, поскольку они соединены последовательно, через 𝑅 течет тот же ток. Итак, мы нашли ток через оба резистора, но каково общее сопротивление 𝑅 одного и 𝑅 двух?
Итак, мы можем вспомнить, что общее сопротивление резисторов при последовательном соединении определяется простым сложением всех сопротивлений всех компонентов, пока мы не добавим сопротивление последнего компонента в цепи. Теперь в этом случае у нас есть только два компонента, 𝑅 один и 𝑅 два. Итак, общее сопротивление двух резисторов вместе, которое мы назовем 𝑅 sub tot, просто равно 𝑅 один плюс 𝑅 два. И теперь, вооружившись этими знаниями, мы можем, наконец, составить выражение для 𝑉 sub in.
Потому что 𝑉 sub in, то есть общая разность потенциалов на обоих резисторах, равна току через оба резистора, то есть 𝐼, умноженному на сопротивление обоих резисторов вместе, это 𝑅 sub tot. Но мы только что придумали выражение для 𝑅 sub tot. Мы знаем, что 𝑅 sub tot равно 𝑅 один плюс 𝑅 два. И теперь у нас есть выражение для 𝑉 на выходе и выражение для 𝑉 на входе. Итак, давайте разделим 𝑉 на выходе на 𝑉 на входе, чтобы получить это отношение.
Мы можем сказать, что 𝑉 out разделить на 𝑉 in равно 𝐼𝑅 два, это 𝑉 out, разделить на 𝐼 скобки 𝑅 один плюс 𝑅 два, это 𝑉 in. И тогда мы можем видеть, что множитель 𝐼 в числителе и знаменатель сокращается. Следовательно, у нас просто остается правая часть 𝑅 два, деленная на 𝑅 один плюс 𝑅 два. Таким образом, это, по сути, отношение выходного напряжения к входному напряжению. Но это только алгебраическое выражение. Мы можем пойти дальше, потому что нам фактически сказали значения 𝑅 один и 𝑅 два.
𝑅 один имеет значение 30 Ом, а 𝑅 два имеет значение 90 Ом. Мы можем подставить значения 𝑅 один и 𝑅 два, чтобы получить выражение для 𝑉 на выходе над 𝑉 на входе, как равное 90 Ом, это 𝑅 два, разделить на 30 Ом, это 𝑅 один, плюс 90 Ом, это 𝑅 два. Знаменатель упрощается до 120 Ом. В этот момент единица измерения Ом в числителе и знаменателе отменяется.
Выходное
напряжение ОУ зависит от разности
напряжений на его входах
,
где
– напряжения на не инвертирующем и
инвертирующем входах усилителя. Поэтому
для ОУ справедливо:
,
(1.3)
где
K – коэффициент усиления ОУ без обратной
связи (разомкнутого усилителя).
Предположим, что
(напряжение на входе (+) положительно по
отношению к напряжению на входе (–)),
тогда выходное напряжение положительно,
рис. 1.7,а.
В
случае если
(напряжение на входе (+) отрицательно по
отношению к напряжению на входе (–)),
выходное напряжение отрицательно, рис.
1.7,б.
Общая
зависимость
представлена на рис. 1.8. Выходное
напряжение линейно зависит от
лишь в некотором диапазоне изменения
последнего (от
до
)
и не может превышать величины UНАС.
Рис.
1.8. Амплитудная характеристика
операционного усилителя
2.6.Два правила, справедливые для идеального оу.
Определим
значения
и
.
В соответствии с (1.3) имеем
(1.4)
Величина
K чрезвычайно велика; она может достигать
200000 единици более. Приняв K=200000, для ОУ,
запитанного от источника 12
В, на основании (1.4) получим:
,
.
Здесь
допущено, что
.
Напряжение 60 мкВ очень мало. В типичном
измерительном приборе напряжения
наведенных шумов, сетевых наводок и
напряжения от токов утечки могут
превышать 1 мВ (1000 мкВ). В силу этого можно
принять
.
Последнее позволяет сформулировать
важное правило.
Правило
1. Если ОУ
находится в линейном режиме (выходное
напряжение
),
разность напряжений между его входами
равна нулю (
).
Для
того чтобы ОУ работал в линейном режиме,
в схему необходимо ввести отрицательную
обратную связь (ООС). Образно можно
сказать, что, будучи охвачен ООС
операционный усилитель сделает все от
него зависящее, чтобы устранить разность
напряжений между своими входами.
ОУ
является хорошим усилителем напряжения
с большим входным сопротивлением. Для
идеального ОУ сопротивления по обоим
входам можно считать равными бесконечности.
Отсюда следует второе важное правило.
Правило
2. Входы
ОУ тока не потребляют.
2.7.Идеальный и реальный оу.
Для
идеального ОУ справедливо:
Коэффициент
усиления дифференциального сигнала K
бесконечно велик и не зависит от частоты
сигнала.
Коэффициент
усиления синфазного сигнала (напряжения
общего для обоих входов) KСИНФ
равен нулю.
Сопротивление
по обоим входам бесконечно велико.
Напряжение
смещения равно нулю.
Скорость
изменения выходного напряжения бесконечно
велика.
Дрейф
(изменение во времени выходного
напряжения) отсутствует.
Параметры
реального ОУ несколько хуже. Однако в
большинстве случаев для анализа схем
на операционных усилителях можно
использовать оба правила, справедливые
для идеального ОУ. Этот подход и будет
использоваться в дальнейшем. Знание
реальных значений параметров конкретного
ОУ позволяет оценить погрешность схемы
преобразования сигнала и решить вопрос
о целесообразности использования
данного ОУв конкретной схеме.
2.8.Параметры и характеристики оу.
Параметры
и характеристики ОУ можно условно
подразделить на входные, выходные и
характеристики передачи.
К
входным параметрам относятся: напряжение
смещения; средний входной ток; разность
входных токов; входные сопротивления;
коэффициент ослабления синфазного
сигнала (синфазного напряжения); диапазон
синфазных входных напряжений; температурный
дрейф напряжения смещения; температурные
дрейфы среднего входного тока и разности
входных токов; напряжение шумов,
приведенное к входу; коэффициент влияния
нестабильности источника питания на
напряжение смещения.
Напряжение
смещения ЕСМ–
дифференциальное входное напряжение,
при котором выходное напряжение усилителя
равно нулю.
Средний
входной ток IВХ–
среднеарифметическое значение токов
обоих входов усилителя, измеренных при
таком входном напряжении UВХ,
при котором выходное напряжение UВЫХ
равно 0. Эти токи обусловлены необходимостью
обеспечить нормальный режим работы
входного дифференциального каскада на
биполярных транзисторах. В случае
использования полевых транзисторов
это токи всевозможных утечек. Другими
словами, входные токи – это токи,
потребляемые входами ОУ.
Разность
входных токов ΔIВХ–
это разность токов, потребляемых входами
ОУ.
Входные
сопротивленияв
зависимости от характера подаваемого
сигнала подразделяются на дифференциальное
(для дифференциального сигнала) и
синфазное (сопротивление общего вида).
Входное
сопротивление для дифференциального
сигнала RВХ.
ДИФ–
это полное входное сопротивление со
стороны любого входа, в то время как
другой вход соединен с общим выводом
(заземлен).
Входное
сопротивление для синфазного сигнала
RВХ.
СИНФхарактеризует
изменение среднего входного тока при
приложении к входам синфазного напряжения.
Оно на несколько порядков выше
сопротивления для дифференциального
сигнала.
Коэффициент
ослабления синфазного сигнала КОС
СИНФопределяется
как отношение напряжения синфазного
сигнала, поданного на оба входа, к
дифференциальному входному напряжению,
которое обеспечивает на выходе тот же
сигнал, что и в случае синфазного
напряжения:
(1.5)
С
учетом (1.5) напряжение на выходе ОУ,
появляющееся при одновременной подаче
дифференциального и синфазного входных
сигналов, равно
.
Для
каждого ОУ указывается диапазон изменения
UВХ. ДИФ
и UВХ. СИНФ,
превышение предельных значений, которых
может привести к потере работоспособности
усилителя.
Температурные
дрейфы напряжения смещения и входных
токовхарактеризуют
изменения соответствующих параметров
с температурой и составляют мкВ/°С и
нА/°С. Наиболее важно учитывать данные
параметры в прецизионных устройствах,
так как компенсация их влияния на
выходное напряжение затруднительна.
Температурные дрейфы являются основной
причиной появления температурных
погрешностей устройств с ОУ.
Коэффициент
влияния нестабильности источника
питания КП–
отношение
изменения напряжения смещенияΔЕСМ
к вызвавшему его изменению одного из
питающих напряжений ΔUП.
К
группе выходных параметров относятся
выходное сопротивление, напряжение и
ток выхода.
Коэффициент
усиления по напряжению ОУК–
отношение
изменения выходного напряжения к
вызвавшему его изменению дифференциального
входного напряжения при работе усилителя
на линейном участке характеристики:
К
= ΔUВЫХ/ΔUВХ.(1.6)
Частота
единичного усиления f1
это частота, на которой модуль коэффициента
усиления ОУ равен единице.
Скорость
нарастания выходного напряжения
это максимальная скорость изменения
выходного сигнала при максимальном
значении его амплитуды. Скорость
нарастания определяется при подаче на
вход усилителя импульса напряжения
прямоугольной формы.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #