왜 우리는 저항기를 "필요"해야합니까 (왜 그런지 이해하지 못합니다). [닫은]

나는 항상 전자 장치에 대한 기본 지식을 가지고 있습니다. 나는 Arduino를 테스트 플랫폼으로 사용하여 조금 더 배우기 시작했으며 연구를 통해 해결할 수없는 저항에 대한 질문이 있습니다.

우리는 왜 그것들을 사용합니까? 나는 그들이 전류를 제한한다는 것을 이해합니다. (LED의 경우, 너무 많은 전류가 가열되어 불타 게됩니다.) 그러나 이것은 어떻게 측정 / 계산 / 선택됩니까? 나는 LED 사용 사례 또는 LED 사용 방법에 대해 구체적으로 묻지 않습니다. 물리 레벨에서 "왜"저항이 필요한지 이해하려고합니다.

1. 사용되지 않은 나머지 전류는 어떻게됩니까 (저항 때문에)?
2. 그러면 LED가 회로에서 사용 가능한 모든 전류를 사용합니까? 그렇지 않다면 나머지는 어디로 갑니까? (다시 전원으로 재활용?)
3. LED가 일정한 양만큼 "강하 전압"을 갖는 이유는 무엇입니까? 나머지 구성 요소는 직렬로 발생하며, 남은 것이 없을 때까지 모든 구성 요소의 전압 강하가 증가합니까? 이것은 의미가 있지만 LED에는 내부 저항이 없으므로 설명되어 있습니다. 왜 전압이 떨어 집니까?
4. 나는 최근에 저항을 설명하는 사람이 12V → 저항 → LED --- 0V를 보여주는 스케치를 그린 비디오를 보았습니다 (당신이 저항하기 전에 "모든 전류 / 전압을 사용하는 정도"까지 저항을 선택합니까? 회로의 끝? YouTube 비디오
5. 단자를 직접 연결해도 배터리가 방전되는 이유는 무엇입니까?하지만 전구 (저항)를 추가해도 배터리가 방전되지 않습니까?
6. 나는 몇 시간과 몇 시간의 연구를 해왔고, 저항이 무엇을하는지 이해하지만 왜 그것이 필요한지 이해하지 못한다 (배터리를 단락시키지 않기 위해?) 이것은 이것이 모든 전력을 "먹는"것을 의미 하는가? 양극으로 돌아온다?)
7. 다른 전구가 같은 배터리에서 작동하는 이유는 무엇입니까 (저항이 다르지만 단락이 없습니까?)

이러한 질문이 광범위하다는 것을 알고 있으며 각 질문에 대한 답변을 구체적으로 찾고 있지 않습니다. 회로에 저항이 필요한 이유 에 대한 개념을 제대로 이해하지 못하고 있음을 입증하기 위해 위의 여러 질문에 대해 언급하고 있습니다. 이것은 대답 할 질문입니다.

회로를 통해 전력이 흐르는 방식에 대한 이해는 조정이 필요합니다.

1. 회로를 통해 흐르는 전력량과 배터리 또는 전원에서 가져 오는 전력량은 해당 회로를 통해 흐르는 전류량에 따라 다릅니다.

2. 회로가 얼마나 전도성이 있는지에 따라 회로에 흐르는 전류량. 회로의 저항이 높으면 전도성이 떨어지고 전류 / 전력 흐름이 줄어 듭니다.

이 두 가지를 하나로 모으고 질문을 살펴보십시오.

1. 저항으로 인해 사용되지 않은 나머지 전류는 어떻게됩니까?

전류는 회로의 저항에 의해 정의되는 "휴면"이 없다.

2. LED가 회로에서 사용 가능한 모든 전류를 사용합니까? 그렇지 않다면 나머지는 어디로 갑니까? (다시 전원으로 재활용?)

다시, LED와 그 저항은 그들이 취할 전류를 정의합니다. "휴식"이 없습니다.

3. LED가 왜 일정량만큼 "강하 전압"을 유지합니까? 나머지 구성 요소는 직렬로 발생하며, 남은 것이 없을 때까지 모든 구성 요소의 전압 강하가 증가합니까?

LED는 주어진 전류에서 다소 고정 된 순방향 전압을 갖는다. 나머지 전압은 저항을 가로 질러 떨어집니다. 이는 LED를 통한 전류를 정의합니다.

4. 최근에 저항을 설명하는 사람이 12v-> 저항-> LED --- 0V를 보여주는 스케치를 그린 비디오를 보았습니다 ( "모든 전류 / 전압 사용"정도까지 저항을 선택합니까) 회로의 끝에 도달하기 전에? Youtube Video

모든 직렬 회로에서 적용된 전압은 해당 직렬 회로의 요소로 나뉩니다. 전류는 회로 요소가 요구하는 것에 의해 정의되며 직렬 회로 전체에서 일정합니다.

전압은 단순히 전자가 두 지점 사이에서 흐를 가능성을 측정하는 것입니다. 항상 두 지점 사이에서 측정되며 0V 값은 동일한 두 지점 사이에 전류가 없음을 나타냅니다.

5. 터미널을 직접 연결하면 배터리가 왜 단락 되나 전구 (저항)를 추가해도 배터리가 방전되지 않습니까?

데드 쇼트는 사실상 제로 저항을 가지며 공급 장치에서 많은 전류를 소비합니다. 전구는 저항이 있으며 훨씬 적은 전류를 소비합니다.

6. 시간과 시간의 연구를했는데 저항이 무엇을하는지 이해하지만 왜 필요한지 이해하지 못합니다 (배터리를 단락시키지 않는 이유는 무엇입니까?). 양극으로 돌아갑니다?)

직렬 회로를 통해 전류를 설정하고 전압 레벨을 조정하려면 저항이 필요합니다. 주파수 필터, 발진기 등의 다른 기능에도 사용됩니다.

7. 왜 다른 전구가 동일한 배터리에서 작동합니까 (다른 저항이지만 죽은 단락은 없습니까?)

전구마다 저항이 다릅니다.

---

이 모든 것을 이해하려면 옴의 법칙 과 키르 히프의 전압 법 을 숙지해야합니다 .

---

편집 : 주석 질문은 자체적으로 유용하고 마이그레이션 될 수 있으므로 주석 질문을 추가하십시오.

"600maH 전원에 직접 LED를 꽂으면 사용 가능한 모든 것 (600maH)을"사용 "하게됩니다. 그런 다음 저항기를 공급하기 위해 저항이 충분한 전류에 저항하도록 교정해야합니까? 필요한 것만 LED?

600mAh 전원은 여기서 덜 의미가 있습니다. mAh는 주어진 시간에 배터리가 얼마나 많이 충전하고 효과적으로 총 전력을 공급하는지 측정하는 것입니다. 회로에 1mA가 걸리면 배터리는 600 시간 지속됩니다. 회로에 1A가 걸리면 배터리는 36 분만 지속됩니다. 단위를 참고하십시오 ... mA * 시간.

같은 기술과 전압을 가진 더 큰 배터리는 더 많은 mAh를 가지고 있습니다.

주어진 시간에 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지는 배터리의 종단 저항과 배터리 내부의 화학 반응이 얼마나 빠른지에 달려 있습니다. 3.7V 600mAh 리튬 이온 배터리는 1.5V 600mAh 알카라인보다 훨씬 더 많은 전력을 공급합니다. 전력과 에너지는 같은 것이 아닙니다. 그러나 궁극적으로 부하 회로는 배터리가 얼마나 빨리 흡입되지 않는다고 가정하고 배터리 전압이 떨어질지에 따라 배터리에서 얼마나 빨리 흡수되는지와 얼마나 빨리 빨라지는지를 나타냅니다.

자동차의 가스 탱크와 같은 배터리를 생각해야합니다. 가스가 얼마나 빨리 내려가는가는 얼마나 힘들고 빠른지에 달려 있습니다. 600mAh는 "가스 탱크"의 크기 만 정의합니다. 가스는 파이프와 인젝터를 통해 탱크에서 엔진으로 이동해야합니다. 가스를 너무 많이 요구하면 가스를 충분히 빨리 통과시키지 못하고 엔진에 가스가 고갈됩니다.

이해하려고하는 EE 개념에 대한 물리 기반 소개는 다음과 같습니다.

귀하의 질문은 하단에 답변되어 있습니다.

---

모든 것은 "충전"의 흐름에서 비롯됩니다

루트 단어 전자가 나타내는 전자 는 특정 시스템에서 전자 의 흐름에 대한 연구입니다 .

전자는 전형적인 회로에서 전하의 기본 "캐리어"입니다. 즉, 대부분의 회로에서 전하가 "이동"하는 방식입니다.

우리는 전자가 "음성"전하를 가진다는 서명 규칙을 채택합니다. 또한 전자는 원자 (고전 물리학) 규모에서 가장 작은 전하 단위를 나타냅니다. 이것을 "초등"요금이라고하며 Coulombs에 있습니다.$-1.602{\times}{10}^{-19}$

반대로 양성자들은 의 "긍정적 인"서명 된 요금이 있습니다.$+1.602{\times}{10}^{-19}$

그러나, 양성자는 일반적으로 핵의 강한 힘에 의해 원자핵 내의 중성자에 묶여 있기 때문에 쉽게 이동할 수 없습니다. 전자를 제거하는 것보다 원자핵 (핵분열 기술의 기초)에서 양성자를 제거하는 데 훨씬 많은 에너지가 필요합니다.

다른 한편으로, 우리는 원자에서 전자를 아주 쉽게 분리 할 수 ​​있습니다. 사실, 태양 전지는 광자 효과 (아인슈타인의 주요 발견 중 하나)에 전적으로 기반을두고 있습니다. 왜냐하면 "광자"(빛의 입자)는 원자에서 "전자"를 제거하기 때문입니다.

---

전기장

모든 전하는 공간에 "무한"전기장을가합니다. 이것은 이론적 인 모델입니다.

필드는 단순히 모든 지점에서 벡터 수량을 생성하는 함수입니다 ( Despicable Me 를 인용하기 위해 크기와 방향이 모두 포함 된 수량 ).

전자는 필드의 각 지점에있는 벡터 가 쿨롱의 법칙에 해당하는 크기로 전자 (방향)를 향하는 전기장을 생성합니다 .

$$\lvert \vec E\rvert~~=~~\underbrace{\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}_{ \begin{array}{c} \text{constant} \\ \text{factor} \end{array} }~~\underbrace{\frac{\lvert q\rvert}{r^{2}}}_{ \begin{array}{c} \text{focus on} \\ \text{this part} \end{array} }$$

방향은 다음과 같이 시각화 할 수 있습니다.

이러한 방향과 크기는 양의 테스트 전하에 가해질 힘 (방향과 크기)에 따라 결정됩니다. 다시 말해, 필드 라인은 테스트 양전하 가 경험할 방향과 크기를 나타냅니다 .

음전하는 반대 방향으로 같은 크기의 힘을 경험할 것 입니다.

이 규칙에 따르면, 전자가 전자 근처에 있거나 양성자 근처에있는 양성자는 격퇴합니다.

---

중첩 : 요금 모음

특정 지점에서 특정 지역의 모든 전하에 의해 개별적으로 가해진 모든 전기장을 요약하면 모든 전하에 의해 가해진 해당 지점의 총 전기장이됩니다.

이것은 단일 물체에 작용하는 여러 힘으로 운동학 문제를 해결하는 데 사용되는 동일한 중첩 원리를 따릅니다.

---

양전하는 전자의 부재입니다. 음전하는 전자의 잉여

이것은 특히 고체 물질을 통한 전하 흐름을 다루는 전자 제품에 적용됩니다.

다시 말해 : 전자는 전하 운반체로서 전자의 흐름에 대한 연구이다. 양성자는 주요 전하 운반체가 아닙니다.

다시 말하지만, 회로의 경우 전자가 움직이고 양성자 는 그렇지 않습니다.

그러나, 회로 영역에 전자가 없으면 "가상"양전하가 생성 될 수 있는데, 그 영역은 전자보다 더 많은 순 양성자를 갖기 때문이다 .

양성자와 중성자가 궤도 전자로 둘러싸인 작은 핵을 차지하는 달튼 원자가 전자 모델을 상기하십시오.

가장 바깥 쪽 "원자가"껍질에있는 핵에서 가장 먼 전자는 전계 강도가 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 나타내는 쿨롱의 법칙에 따라 핵에 가장 약한 인력을 가지고 있습니다.

예를 들어 판이나 다른 물질에 전하를 축적함으로써 (예를 들어, 좋은 시절과 같이 강하게 문지르면) 전기장을 생성 할 수 있습니다. 이 전계에 전자를 놓으면 전자가 전 계선 반대 방향으로 거시적으로 움직입니다.

참고 : 양자 역학과 브라운 운동이 설명 하듯이, 개별 전자의 실제 궤적은 매우 임의적입니다. 그러나, 모든 전자는 전기장에 의해 표시된 힘에 기초하여 거시적 인 "평균"운동을 보일 것이다.

따라서, 거시적 전자 샘플이 전기장에 어떻게 반응하는지 정확하게 계산할 수 있습니다.

---

전위

힘의 크기를 나타내는 쿨롱의 법칙에 따라 방정식을 기억 에 작용하는 긍정적 인 테스트 요금 :$\lvert \vec E\rvert$

$$\lvert \vec E\rvert = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{\lvert q\rvert}{r^{2}}$$

이 방정식에서 , 됩니다. 즉, 양의 테스트 전하에 가해지는 힘의 크기 는 전기장의 원점에 가까워 질 수록 커집니다 .| → 전자 | → $r \to 0$$\lvert \vec E\rvert \to \infty$

반대로 , : 전기장의 원점에서 무한히 멀어지면 전계 강도는 0이됩니다.| → 전자 | → $r \to \infty$$\lvert \vec E\rvert \to 0$

이제 행성의 비유를 고려하십시오. 행성의 총 누적 질량이 증가함에 따라 중력도 증가합니다. 행성 덩어리에 포함 된 모든 물질의 중력 풀의 중첩은 중력의 매력을 만들어냅니다.

따로 : 몸의 질량은 지구에 힘을 가하지 만, 행성의 질량은 지금까지 몸의 질량을 초과합니다. 당신의 중력의 매력은 지구의 끌어 당김에 의해 일어납니다.$\left(M_{\text{planet}} \gg m_{\text{you}}\right)$

중력 전위 는 행성의 중력 중심으로부터의 거리 로 인해 물체가 가질 수있는 잠재력의 양 이라는 운동학에서 기억하십시오 . 행성의 중력 중심은 점 중력 원으로 취급 될 수 있습니다.

마찬가지로 양전하 테스트 를 무한정 멀리 특정 지점 으로 이동시키는 데 필요한 에너지 량으로 전위를 정의 합니다.$q$

중력 잠재력의 경우, 우리는 중력장이 행성에서 무한정 멀리 떨어져있는 것으로 가정합니다.

우리가 무한 거리에서 시작 하는 질량 을 가지고 있다면 , 행성의 중력장 은 질량을 더 가깝게 끌어 당기는 작용을합니다. 따라서, 질량이 행성에 접근함에 따라 중력장은 "전위를 잃는다". 한편, 질량은 운동 에너지를 가속화하고 얻습니다.$m$$\vec g_{\text{planet}}$

마찬가지로 전기장 을 생성하는 소스 전하 에서 무한정 멀리 떨어진 양의 테스트 전하가있을 경우 , 전위 는 테스트 충전을 소스 충전에서 일정 거리 로 이동시키는 데 필요한 에너지 량$q_{\text{source}}$$\vec E_{\text{source}}$$r$

결과 :

• 부정적인 요금이 얻을 전기장의 방향으로 이동할 때 전위 와 멀리 긍정적 인 소스 전하에서.$\vec E$
• 부정적인 요금은 잃을 이동할 때 전위를 반대 전기장의 방향 와 방향으로 긍정적 인 소스 전하.$\vec E$
• 반대로, 양전하는 잃을 전기장의 방향으로 이동할 때 전위 와 멀리 긍정적 인 소스 전하에서.$\vec E$
• 양전하 는 전기장 반대 방향으로 그리고 양의 소스 전하 쪽으로 이동할 때 전위를 얻는다 .$\vec E$

---

도체의 전위

"전자 바다"를 갖는 구리 또는 금과 같은 도체 또는 전이 금속의 모델을 고려하십시오. 이 "바다"는 원자가 전자로 구성되어 있으며,이 원자는 전자가 느슨하게 결합되어 있고 여러 원자 사이에서 "공유"되어 있습니다.

이러한 "느슨한"전자에 전기장을 적용하면 거시적 인 평균으로 시간이 지남에 따라 특정 방향으로 움직일 수 있습니다.

전자 는 전기장 반대 방향으로 이동한다는 것을 기억하십시오 .

마찬가지로, 양전하 근처에 전선 도체의 길이를 배치하면 전선 길이에 따라 전하 구배가 발생합니다.

와이어상의 임의의 지점에서의 전하는 소스 전하로부터의 거리 및 와이어에 사용 된 재료의 알려진 속성을 사용하여 계산 될 수있다.

전자가 없기 때문에 양전하는 양의 소스 전하에서 멀어 질 것입니다.

전기장 때문에 "전위차"가 도체의 두 지점 사이에 나타납니다. 이것이 전기장이 회로에서 전압을 생성하는 방법입니다.

전압은 전기장 에서 두 지점 사이의 전위차 로 정의됩니다 .

결국, 와이어 길이에 따른 전하 분포는 전기장과 함께 "평형"에 도달 할 것이다. 이것은 충전이 멈추는 것을 의미하지는 않습니다 (브라운 운동을 기억하십시오). "순"또는 "평균"전하 이동 만 0에 근접합니다.

---

비 이상적인 배터리

갈바니 또는 볼타 셀 전원을 만들어 봅시다 .

이 전지는 질산 암모늄염의 수용액에서 아연과 구리 막대의 전기 화학적 산화 환원 반응에 의해 구동됩니다. .$\left(\text{NH}_{4}\right)\left(\text{NO}_{3}\right)$

질산 암모늄은 물에 용해되어 구성 이온 및 이온 결합 된 염입니다 .$\text{NH}_{4}^{+}$$\text{NO}_{3}^{-}$

유용한 용어 :

• 양이온 : 양전하 이온
• 음이온 : 음전하 이온
• 음극 : 양이온이 음극에 축적됨
• 양극 : 음이온은 양극에 축적

유용한 니모닉 " 이온은" "이다 이온" "이다 egative 이온"

위의 아연-구리 갈바니 전지에 대한 반응을 살펴보면 :

$$\text{Zn}\left(\text{NO}_{3}\right)_{2}~~+~~\text{Cu}^{2+} \quad\longrightarrow\quad \text{Zn}^{2+}~~+~~\text{Cu}\left(\text{NO}_{3}\right)_{2}$$

양이온 및 의 이동 은 이온 형태의 양전하 의 흐름입니다 . 이 운동은 음극 쪽으로 간다 .$\text{Zn}^{2+}$$\text{Cu}^{2+}$

참고 : 앞에서 우리는 양전하가 전자의 "존재"라고 말했다. 양이온 (양이온)은 전자를 제거하면 핵의 양성자 때문에 순 양의 원자 전하를 생성하기 때문에 양성입니다. 이 양이온은 갈바니 전지의 용액에서 움직일 수 있지만, 보시 다시피, 이온은 전지의 양면을 연결하는 전도성 브리지를 통과하지 않습니다 . 즉, 전자들만이 전도체를 통해 이동한다 .

양의 양이온이 음극으로 이동하여 축적된다는 사실에 근거하여, 음으로 표시합니다 (양의 전하가 음으로 끌어 당겨짐).

반대로, 전자는 양극쪽으로 이동하여 양극에 축적되기 때문에 양으로 표시합니다 (음전하가 양수로 끌림).

현재가 에서 흐른다는 사실을 기억 하십니까? 이는 종래의 전류가 음전하가 아닌 양전하 및 양이온의 흐름을 따르기 때문이다.$\textbf{+}$$\textbf{-}$

이는 전류가 단면적을 통한 가상 양전하 의 흐름으로 정의되기 때문 입니다 . 전자는 항상 규칙에 따라 전류와 반대 방향으로 흐릅니다.

이 갈바니 전지를 비 이상적으로 만드는 것은 결국 도체를 통해 전기장을 생성하고 전자와 전하가 흐르게하는 화학 공정이 평형 상태가된다는 것이다.

이는 양극 및 음극에서 이온 축적이 반응이 더 이상 진행되는 것을 방지하기 때문이다.

반면에 "이상적인"전원은 전기장 강도를 잃지 않습니다.

---

이상적인 전압 소스는 마술 에스컬레이터와 같습니다

중력 잠재력의 비유로 돌아 갑시다.

언덕 위에 있고 골판지 벽으로 구성된 언덕 아래로 임의의 경로가 있다고 가정하십시오. 골판지 벽으로이 경로를 따라 테니스 공을 굴린다 고 가정 해 봅시다. 테니스 공이 경로를 따라갑니다.

회로에서 도체가 경로를 형성합니다.

이제 언덕 아래에 에스컬레이터가 있다고 가정 해 봅시다. 에스컬레이터는 Rube Goldberg 기계와 마찬가지로 경로를 굴려 내리는 테니스 공을 퍼 넣고 언덕 꼭대기의 경로 시작 부분에서 떨어 뜨립니다.

에스컬레이터는 이상적인 전원입니다.

이제 테니스 공으로 전체 경로 (에스컬레이터 포함) 를 거의 완전히 포화 시켰다고 가정 해 봅시다 . 긴 테니스 공 줄.

우리가 경로를 완전히 포화시키지 않았기 때문에 테니스 공을 움직일 공간과 공간이 여전히 남아 있습니다.

에스컬레이터를 장착 한 테니스 공은 다른 공에 부딪 치고 다른 공에 부딪칩니다.

언덕 위의 길을 따라 내려가는 테니스 공은 잠재적 인 중력 차이로 인해 에너지를 얻습니다. 그들은 마침내 다른 공이 에스컬레이터에로드 될 때까지 서로에게 튀어 오릅니다.

테니스 공을 우리 전자라고 부르 자. 우리가 가짜 골판지 "회로"를 통해 언덕 아래로 전자의 흐름을 따라 가면 마법의 에스컬레이터 "전원"을 올라가면, 우리는 무언가를 발견합니다.

테니스 공 사이의 "갭"은 테니스 공과 정확히 반대 방향으로 움직이고 (언덕을 올라가고 에스컬레이터 아래로) 훨씬 빠르게 움직입니다. 공은 자연스럽게 높은 전위에서 낮은 전위로 이동하지만 비교적 느린 속도로 움직입니다. 그런 다음 에스컬레이터를 사용하여 다시 높은 잠재력으로 이동합니다.

에스컬레이터의 바닥은 사실상 배터리의 음극 단자이거나 앞에서 논의한 전기 전지의 음극입니다.

에스컬레이터의 상단은 효과적으로 배터리의 양극 단자 또는 갈바니 전지의 양극입니다. 양극 단자의 전위가 더 높습니다.

---

흐름

자, 양전하가 흐르는 방향은 전류의 방향입니다.

현재는 무엇입니까?

정의에 따르면, 이는 초당 단면적을 통과하는 전하량입니다 (단위 : 초당 쿨롱). 그것은 와이어 / 전도 물질의 단면적과 전류 밀도에 정비례합니다. 전류 밀도는 면적 단위 (단위 : 평방 미터당 쿨롱)를 통해 흐르는 전하량입니다.

그것을 생각하는 또 다른 방법이 있습니다.

테니스장 발사기 가 출입구를 통해 양으로 대전 된 공을 뱉는 경우 초당 문을 통과하는 공의 수에 따라 "전류"가 결정됩니다.

그 공이 얼마나 빨리 움직이는 지 (또는 벽에 부딪 칠 때의 운동 에너지의 양)는 "전압"입니다.

---

충전 및 전압 보존

이것이 기본 원칙입니다.

이것을 다음과 같이 생각하십시오 : 고정 된 수의 전자와 양성자가 있습니다. 전기 회로에서 물질은 생성되거나 파괴되지 않습니다. 따라서 전하는 항상 동일하게 유지됩니다. 테니스 공 에스컬레이터 예에서 공은 단지 루프에 들어갔습니다. 볼의 수는 고정되어 있습니다.

즉, 청구는 "소산"되지 않습니다. 당신 은 책임을 잃지 않습니다 .

무슨 일이 일어날 가능성이 줄어 듭니다 . 이상적인 전압 소스는 전위를 다시 충전합니다.

전압원은 충전되지 않습니다. 그들은 전위를 발생시킵니다.

---

노드로 유입 및 유출되는 전류, 저항

책임 보존 원칙을 보자. 물의 흐름에도 유사한 비유가 적용될 수 있습니다.

우리가 분기하는 산 아래 강 시스템을 가지고 있다면, 각 지점은 전기 "노드"와 유사합니다.

          / BRANCH A
         /
        /
MAIN ---
        \
         \
          \ BRANCH B

-> downhill

가지로 흐르는 물의 양은 보존 원칙에 따라 가지에서 흘러 나오는 물의 양과 같아야합니다. 물 (충전)은 생성되거나 파괴되지 않습니다.

그러나 특정 가지로 흐르는 물의 양은 그 가지가 얼마나 "저항"을 내는지에 달려 있습니다.

예를 들어, 분기 A가 매우 좁고 분기 B가 매우 넓고 두 분기의 깊이가 같으면 분기 B의 단면적이 자연스럽게 커집니다.

이는 분기 B가 저항을 줄이고 단일 단위 시간 동안 더 많은 양의 물이 통과 할 수 있음을 의미합니다.

이것은 Kirchoff의 현행법을 설명합니다.

---

아직 여기 있어요? 대박!

1. 사용하지 않은 나머지 전류는 어떻게됩니까?

보존 원칙으로 인해 노드에 대한 모든 요금이 흘러야합니다. current 가 사용되지 않기 때문에 "사용되지 않은"전류 가 없습니다 . 단일 직렬 회로에서 전류에는 변화가 없습니다.

그러나, 상이한 분량의 전류는 상이한 분지 의 저항에 따라 병렬 회로 에서 전기 노드의 상이한 분지로 흐를 수 있다.

2. LED가 모든 전류를 사용합니까?

기술적으로, LED 및 저항은 전류 강하가 없기 때문에 전류를 "사용"하지 않습니다 (시간 단위로 LED 또는 저항을 통과하는 전하량). 이는 직렬 회로에 적용된 전하의 보존 때문입니다. 회로 전체에서 전하 손실이 없으므로 전류 강하가 없습니다.

양 그들의 의해 바와 같이 전류 (전하)는 LED의 저항체 (들)의 동작에 의해 결정된다 IV 곡선

3. 왜 LED가 일정량만큼 "전압 강하"합니까?

기본 LED 회로는 다음과 같습니다 .

LED의 활성화 전압은 일반적으로 약 1.8 ~ 3.3V입니다. 활성화 전압을 충족하지 않으면 실제로 전류가 흐르지 않습니다. 아래 링크 된 LED iv 곡선을 참조하십시오.

LED 극성 반대 방향으로 전류를 넣으려고하면 전류가 거의 흐르지 않는 "역 바이어스"모드에서 LED가 작동합니다. LED의 정상 작동 모드는 순방향 바이어스 모드입니다. 역 바이어스 모드의 특정 지점을 넘어 서면 LED가 "작동하지 않습니다". 다이오드의 IV 그래프를 확인하십시오.

LED는 실제로 PN 접합입니다 (p- 도핑 된 실리콘과 n- 도핑 된 실리콘이 함께 찌그러짐). 도핑 된 실리콘의 페르미 레벨 (도핑 된 물질의 전자 밴드 갭에 따라 결정됨)에 기초하여, 전자는 다른 에너지 레벨로 점프하기 위해 매우 특정한 양의 활성화 에너지를 필요로한다. 그런 다음 더 낮은 레벨로 다시 내려갈 때 매우 특정한 파장 / 주파수의 광자로서 에너지를 방출합니다.

이는 필라멘트 및 CFL 전구에 비해 LED의 높은 효율 (LED에 의해 소비되는 에너지의 90 % 이상이 열이 아닌 빛으로 변환 됨)을 설명합니다.

이것이 바로 LED 조명이 "인공적인"것처럼 보이는 이유입니다. 자연광에는 광범위한 주파수 스펙트럼이 비교적 균일하게 혼합되어 있습니다. LED는 매우 특정한 주파수의 빛의 조합을 방출합니다.

에너지 레벨은 또한 LED (또는 다른 다이오드)의 전압 강하가 더 많은 전류가 통과하더라도 효과적으로 "고정"되는 이유를 설명합니다. LED 또는 기타 다이오드의 IV 곡선을 검사하십시오. 활성화 전압을 넘어 서면 전류는 전압이 약간 증가하기 위해 LOT이 증가합니다. 본질적으로 LED는 물리적으로 열화 될 때까지 가능한 한 많은 전류가 LED를 통해 흐르도록 시도합니다.

또한 인라인 전류 제한 저항을 사용하여 다이오드 / LED를 통한 전류 흐름을 LED 사양에 따라 특정 정격 밀리 암페어로 제한합니다.

3 (b). 나머지 구성 요소는 직렬로 발생하며, 남은 것이 없을 때까지 모든 구성 요소의 전압 강하가 증가합니까?

Kirchoff의 전압 법칙은 회로 주변의 루프에서 모든 전압 강하의 합이 0이라는 것 입니다. 간단한 직렬 회로에는 루프가 하나만 있습니다.

4. 회로의 끝에 도달하기 전에 "모든 전류 / 전압을 소진"하는 정도까지 저항을 선택합니까?

아니요 . LED 회로 기사에 설명 된대로 LED 전류 정격 (예 : 30mA = 0.03A)과 옴의 법칙에 따라 저항을 선택합니다 .

전압이 소진됩니다. 단일 직렬 회로에서 전류는 동일하게 유지됩니다.

5. 단자를 직접 연결해도 배터리가 방전되는 이유는 무엇입니까? 그러나 전구 (저항)를 추가해도 배터리가 방전되지 않습니까?

"죽음"이라는 말의 의미를 잘 모르겠습니다.

배터리 단자를 함께 연결하면 배터리 전압에서 큰 전류가 방전됩니다. 이 전압은 배터리의 내부 저항과 열 형태의 도체 와이어를 통해 소산됩니다. 도체조차도 약간의 저항이 있기 때문입니다.

이것이 단락 된 배터리가 매우 뜨거워지는 이유입니다. 이러한 열은 화학 전지의 구성에 영향을 줄 수 있습니다.

6. 왜 저항기가 필요합니까?

여기 수사법이 있습니다.이 놀라운 콘서트가 있다고 상상해보십시오. 좋아하는 모든 밴드가 거기에있을 것입니다. 그것은 좋은 시간이 될 것입니다.

이벤트 주최자는 현실 개념이 없다고 가정 해 봅시다. 그래서 그들은이 놀라운 콘서트에 입장료를 거의 완전히 무료로 만듭니다. 그들은 접근하기 쉬운 곳에 두었습니다. 실제로, 그들은 너무 조직적이지 않고, 그들이 과도하게 팔아도 신경 쓰지 않으며, 티켓을 사는 모든 사람들을위한 충분한 좌석이 없습니다.

아, 그리고 이것은 뉴욕에 있습니다.

이 놀라운 콘서트는 금방 재앙이되었습니다. 사람들은 서로 앉아 맥주를 쏟아 부었습니다. 싸움이 일어나고, 화장실이 막혔고, 그룹이 모두를 놀라게하고, 모든 동요 위에서 음악을 간신히들을 수 있습니다.

LED를 놀라운 콘서트라고 생각하십시오. 모든 사람과 엄마가 콘서트에 나타나지 않도록 저항이 없으면 LED가 어떻게 엉망이 될지 생각해보십시오.

이 멍청한 예에서 "저항"은 "입장 비용"으로 해석됩니다. 간단한 경제 원칙으로 콘서트 비용을 올리면 참석할 인원이 줄어 듭니다.

마찬가지로 회로에서 저항을 높이면 충전 (및 그에 따른 전류)이 발생하지 않습니다. 이것은 모든 사람들이 LED (콘서트)를 완전히 망쳐 놓지 않았 음을 의미합니다 (충전).

예, 전기 공학은 진정한 파티입니다.

기본 전기를 이해하는 가장 빠른 방법은 무엇입니까? 다음과 같은 "핫 버튼"문제에 집중하십시오. 당신의 정신 개념을 고치면 모든 것이 제자리에 들어가고 말이됩니다.

도체는 "이동식 전기"로 구성된 재료입니다. 그들은 전기를 전도하지 않고 전기를 포함하며 전기가 움직일 수 있습니다. 널리 잘못된 도체 정의에주의하십시오.

잘못됨 : 빈 수도관처럼 도체는 전류에 투명합니까? 아니.

수정 : 모든 도체에는 물이 채워진 파이프와 같이 이동 가능한 전하가 포함되어 있습니다.

와이어는 미리 채워진 호스 와 같으며 금속의 전자는 이미 호스 내부의 물과 같습니다. 금속에서 원자 자체의 전자는 전체 금속 벌크 전체에서 끊임없이 뛰어 다니며 '궤도'하고 있습니다. 모든 금속에는 '유동성 유체와 같은 전기'가 포함되어 있습니다. 따라서 금속 와이어를 원형으로 연결하면 숨겨진 구동 벨트 또는 플라이휠을 만들었습니다. 루프가 형성되면 원형 "전기 벨트"는 금속 내부로 자유롭게 이동할 수 있습니다. (우리가 와이어 서클을 잡고 흔들면 실제로 와이어가 물로 가득 찬 호스처럼 관성에 의해 작은 전류가 생성됩니다. 검색 : Tolman 효과.)

전류 경로 는 전원 공급 장치를 포함한 완전한 원 입니다. 전원 공급 장치는 전자를 공급하지 않습니다. 즉, 원은 시작이 없습니다. 이동 가능한 플라이휠과 같은 루프입니다. 이동 가능한 전자는 와이어 자체에 의해 영향을받습니다. 전원 공급 장치는 전기 펌프 일뿐입니다. 전류 경로 는 전원 공급 장치를 통과 하고 다시 출력됩니다. 전원 공급 장치는 폐쇄 루프의 또 다른 부분입니다.

전류는 상당히 느리게 흐릅니다. 그러나 바퀴와 구동 벨트와 같이 바퀴의 한 부분을 밀면 바퀴 전체가 하나의 단위로 움직입니다. 고무 구동 벨트를 사용하여 기계 에너지를 즉시 전송할 수 있습니다. 닫힌 전기 루프를 사용하여 전기 에너지를 루프의 어느 부분 으로든 즉시 전송할 수 있습니다. 그러나 루프 자체는 빛의 속도로 움직이지 않습니다! 루프 자체가 느리게 움직입니다. AC 시스템의 경우 루프가 앞뒤로 움직이고 에너지는 계속해서 앞으로 이동합니다. 큰 힌트 : 전자가 빠를수록 앰프가 높습니다. 제로 암페어? 그때 전선 자체의 전자가 정지하게됩니다. 또 다른 힌트 : 전기 에너지는 파도이고 전자는 파도가 지나가는 "중간"입니다. 파도가 빨리 앞으로 전파되는 동안 매체가 앞뒤로 흔들립니다. 아니면, 중간 정도는 뒤로 움직이며 천천히 움직입니다. 파도는 매우 빠르게 전진합니다. (즉, 회로 내에서 항상 두 개의 분리 된 요소, 즉 전자의 느린 원형 전류 및 전자기 에너지의 빠른 단방향 전파)가 존재하기 때문에 단일 "전기"가 존재하지 않습니다. 전류가 루프로 흐르는 동안 에너지는 소스에서 소비자로 단방향으로 흐릅니다.)

배터리는 전기를 저장하지 않습니다. 그들은 전하를 저장하지 않습니다. 그들은 심지어 전기 에너지를 저장하지 않습니다 . 대신, 배터리는 화학 물질 "연료"를 리튬, 아연, 납 등과 같은 부식되지 않은 금속 형태로만 저장합니다. 그러면 배터리는 어떻게 작동 할 수 있습니까? 간편함 : 배터리는 화학적으로 구동되는 충전 펌프입니다. 금속판이 부식됨에 따라 화학 에너지가 방출되고 스스로 전기를 펌핑합니다. 전류 경로는 관통배터리를 넣고 다시 꺼냅니다. (펌프는 펌핑되는 물건을 저장하는 데 사용되지 않습니다!) 그리고 배터리 '용량'은 내부의 화학 연료의 양입니다. 특정 양의 연료는 연료가 다 사용되기 전에 특정 총량의 전자를 펌핑 할 수 있습니다. (이것은 갤런이 아닌 주행 거리에서 가스 탱크를 평가하는 것과 약간 비슷합니다. 가스 탱크는 마일을 저장하지 않으며 배터리는 전기를 저장하지 않습니다!) 충전식 배터리? 그때 우리는 강제로 거꾸로 작동시키기 때문에 내부의 "배기 제품"이 연료로 다시 변환됩니다. 부식 화합물은 다시 금속으로 바뀝니다.

저항기는 전기를 소비하지 않습니다. 전구가 켜지면 새로운 전자가 필라멘트의 한쪽 끝에 들어가면서 동시에 다른 전자가 원단을 떠나면서 자체 전자가 움직이기 시작합니다. 필라멘트는 구동 벨트처럼 움직이는 완전한 전자 고리의 일부입니다. 가열 효과는 엄지 손가락을 회전하는 타이어의 가장자리에 대고 누를 때와 같은 일종의 마찰입니다. (엄지 손가락은 고무를 소비하지 않고 대신 마찰로 가열되고 전구는 전자를 소비하지 않고 이동하는 전자를 "고정"하고 마찰로 가열합니다.) 따라서 저항은 마찰 장치 일뿐입니다. 전자의 길은 지나가고 있으며 전자는 소비되거나 손실되지 않습니다. 전자가 빠를수록 암페어가 높아지고 가열이 커집니다. "낮은"전류는 단지 느린 전기입니다.

나는 초보자이지만 귀하의 질문에 대답하려고합니다.

1. 현재의 '휴식'이 없습니다. 전류는 필요한만큼 사용됩니다. + (VCC)에서-(GND)로 전선을 연결하면 단락이 발생합니다. 전자가 얼마나 빨리 달릴 수 있는지 브레이크가 없기 때문에 그것을보십시오.

2. 저항이 없으면 LED는 전자를 가장 빠른 '속도'로 사용합니다. 이것이 너무 많기 때문에 LED가 타 버립니다 (더 조만간).

3. 왜 떨어지는 지 이유를 모르겠습니다 .LED의 내부 메커니즘으로 인해 일부 전압이 사용되었을 수 있습니다. 이것은 남은 전압이 적다는 것을 의미합니다. 그리고 네, 아무것도 남지 않을 때까지 계속됩니다. 이로 인해 추가 LED가 전혀 켜지지 않거나 깜박임 / 불규칙하게 작동하거나 흐리게 표시 될 수 있습니다.

4. 실제로 당신은 당신이 원하는 얼마나 밝은 때문에 계산해야합니다. 따라서 높은 저항은 LED를 밝게 만듭니다.

5. 전구에는 내부 저항이 있으므로 저항이 필요하지 않습니다.

6. 그것은 배터리를 먹지 않고 전자의 흐름을 느리게 만듭니다 (적어도 쉬운 비유입니다).

7. 각 전구에는 내부 저항이 있으므로 단락되지 않습니다. 너무 많은 전압을 사용하면 파손됩니다.

전기 물 모델에 대해 읽으십시오. 전류를 흐르는 물과 전류를 비교하고 전류 및 전압과 같은 용어의 의미와 함께 작용하는 방식을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

편집
이 모델은 여러 가지 사항을 이해하는 데 많은 도움이되었으므로 언급했습니다.
laptop2d가 옳습니다. 설명은 "그것을 찾아라"보다 낫습니다. 그러나 다른 사이트가 이미 올바르게 수행했을 때 여기에 모든 것을 설명하는 것은 꽤 오래 걸립니다. 나는 전문가가 아니며 영어로 된 것을 묘사하는 것도 최선의 아이디어가 아닐 수도 있지만 시도해 봅시다.

틀 렸으면 말해줘!

전기를 싱크대 위의 물 탱크와 아래의 물 탱크와 비교하십시오. 상단 탱크에는 파이프를 통해 하단 탱크로 유입되는 물이 있습니다. 이것은 당신의 배터리입니다. 배터리 충전은 하단 탱크에서 상단 탱크로 물을 채우는 것을 의미합니다. 빈 탱크가 비어있는 것은 빈 배터리입니다.
와이어가 위에서 아래로 파이프가 있다고 상상해보십시오.
물은 파이프 아래로 흐르기를 원합니다. 배터리는 와이어에서 전류를 생성하려고합니다.
파이프의 밸브는 스위치와 비교됩니다.
밸브를 반만 여는 것은 저항기로 이해 될 수 있습니다. 물의 흐름을 제한합니다.
물레 방아는 소비자이자 저항기이기도합니다. 물의 흐름도 제한합니다. 밸브를 사용하여 저항을 생성하면 휠의 회전 속도를 제어 할 수 있습니다.
두 탱크 사이의 수압은 전압입니다. 높은 탱크는 바닥 탱크에 비해 높은 압력을가집니다.
파이프를 통해 1 초 동안 흐르는 물의 양이 전류입니다. 여기서 시간을 알고 있어야합니다!
수압, 저항 및 흐르는 물의 양은 서로 다릅니다. 이것이 옴의 법칙입니다. 그 사이에 아무것도없는 넓은 파이프는 물을 제어 할 수 없을 정도로 무겁게합니다. 탱크와 파이프가 손상 될 수 있습니다.

이 모델을 사용하면 사물을 더 잘 이해할 수 있습니다. 예를 들어 바퀴를 통해 흐르지 않는 물은 다른 곳으로 가지 않습니다. 탱크에서 나중에 사용하기를 기다립니다.

지금까지 답변은 질문의 특정 예에 초점을 맞추 었으며 범위는 상당히 제한적입니다. 나는 실제 오해가 전통적인 아날로그 회로보다 디지털 로직에 대한 친숙 함에서 비롯된 것이라고 생각합니다 (이러한 제한된 예를 이끌어냅니다).

간단히 말해, '하드'온 / 오프 스위칭 요소만으로 디지털 회로 (예 : MPU)를 구축 할 수 있습니다. 이와 같은 집적 회로는 전력 소비를 개선하기 위해 구축된다.

저항기는 회로가 아날로그가 될 때마다 (또는 일부 사람들이이를 표현할 수 있으므로 실제) 중요 합니다. 신호의 크기가 중요한 경우 가장 많은 저항이 관련되어 있습니다.

• 고전적인 연산 증폭기 회로 (게인이 -1이 아닌 경우)는 저항의 비율에 의존합니다.
• A / D 및 D / A 변환기는 아마도 저항을 사용합니다.
• 기본 상태 제어 (풀업 / 풀다운)는 저항을 사용합니다.
• 간단한 타이밍 회로는 RC 네트워크를 사용합니다. 리셋 지연 회로에서이를 확인할 수 있습니다.
• 배터리 충전, 전압 및 전류 레귤레이션은 다양한 유형의 피드백 및 안정화 기능에서 문제로 식별되는 저항을 사용합니다.

많은 현대 회로의 아날로그 측면이 가려 지거나 사전 패키지 된 모듈에 포함되어 있습니다. 디지털 디자인의 출현으로 간단한 아날로그 개념을 이해할 수있는 기회가 줄어 들었습니다.

TL; LED의 특정 사례에 대한 DR (요청에 따라) :

DC 정전압 공급 장치 (예 : 배터리)에 연결된 부하 중 일부는 사실상 일부 저항의 저항기가 아닙니다. 배터리에서 에너지를 끌어 올 수 없거나 단락입니다.

일부 전기 부하는 본질적으로 저항기 (전자 부품처럼 보이지 않는 저항기)로 작동합니다 (예 : 전구, 공간 히터, 오븐). 올바르게 설계된 경우, 일정한 전압 소스 (배터리, 주 전원, 대부분의 전원 공급 장치) 에서 공급되는 경우 전력 소비를 자체적으로 조절합니다 .

저항이 아닌 일부 모터 (변압기 등)는 정전압 AC 전원에 연결될 때와 동일하게 동작 합니다.

다른 부하 (LED, 베어 형광등) 는 자체적으로 저항으로 작동하지 않으며 일정한 전압 소스에서 공급 될 때 자체 전력 소비를 조절할 수 없습니다 . 이러한 부하에 이상적인 전원 공급 장치는 정전류 소스 이며, 주변에 필요한 추가 구성 요소가있어 정전압 공급 장치가 정전류 공급 장치처럼 충분히 동작하도록합니다.

이미 게시 된 답변이 약간의 명확한 설명을 제공하기는하지만,이를 놓치지 않는 한, 다루지 않은 한 가지 질문이있었습니다. "단자에 직접 연결해도 배터리가 방전되는 이유는 무엇입니까? 저항), 그렇지 않습니까? "

실제로, 차가울 때 (즉, 불이 들어오지 않을 때) 백열 램프 는 거의 거의 단락입니다. 저항은 매우 낮지 만 일반적으로 연결된 전선보다 훨씬 더 많습니다. 따라서 저항이없는 회로에서 매우 낮은 값의 저항으로 상황을 추정 할 수 있습니다. 그로 인해 배터리가 처음 연결되면 전체 전위차 (전압)가 램프의 작은 저항에서 떨어 지므로 높은 전류가 발생합니다 (옴의 법칙). 부품 전체에 걸쳐 고전류에서 대부분 안정적인 전압을 유지하면 많은 전력 을 소비하게됩니다(P = IV) 배터리가 뜨거워 지므로 (배터리는 동일한 전위차와 동일한 전류를 경험하므로 너무 뜨겁습니다. 그러나 램프가 작은 코일 형 슬라이 버 인 동안 큰 물체입니다. 텅스텐 와이어, 그래서 후자는 훨씬 더 많이 가열).

그러나 램프에 관한 것은 저항이 온도에 의존한다는 것입니다. 일반적으로 이는 일반적으로 다루는 온도 범위가 작기 때문에 그 자체가 많이 나타나는 현상은 아니지만 램프 필라멘트가 3000K 이상으로 올라가고 텅스텐의 경우 온도에 따라 저항이 증가합니다. 따라서 배터리가 연결된 후 필라멘트의 온도가 안정화되면 (예 : 글로우 및 저항과 마찬가지로) 상당히 무거운 저항기처럼 작동합니다. 실제로, 직접 측정 할 수 있습니다 .DMM의 저항 설정을 사용하여 램프 단자의 저항을 측정합니다 (DMM은이를 위해 매우 낮은 전압을 사용하며 램프 조명에 가까워지지 않습니다). 배터리에 연결되어있을 때 램프를 통과하는 전압과 전류를 모두 측정합니다. 그런 다음 옴의 법칙을 두 숫자 (V / I = R)와 함께 사용하면 램프가 켜지지 않을 때보 다 훨씬 높은 저항 수를 얻게됩니다. 실제로 조명이 꺼지지 않은 램프의 저항이 너무 낮아서 DMM 프로브와 램프 단자 사이의 접촉 품질이 중요하며 안정적인 판독 값을 얻기 위해 고심 할 수 있습니다.

다른 사람이 말했듯이, 작은 배터리를 단락 해도 배터리의 내부 유효 저항이 매우 작기 때문에 배터리를 사용하는 데 사용되는 전선이 즉시 녹지 않습니다. 먼저 작은 저항 (예 : 9V 배터리의 경우 25 옴)으로 V 및 I 판독 값을 취한 다음 배터리에 부하가없는 V 판독 값을 측정하여 그 값을 측정 할 수 있습니다. 저항이 존재하는 상태에서 측정하는 전압은 DMM이 자체적으로 읽는 거의 개방 회로 전압보다 약간 낮습니다. 저항을 연결 한 상태에서 읽은 전류로 나눈 전압 차이는 배터리의 효과적인 내부 저항입니다.

우선, 때로는 고전류로부터 요소를 보호해야합니다. 예를 들어, 9 볼트 배터리에 다이오드를 꽂으면 올바른 방식으로 연결되면 전류가 파괴됩니다 (A on +, C on-). 이를 방지하기 위해 600ohms 저항을 연결하여 끝 부분의 전압을 취하므로 더 작은 전압 (LED의 경우 + -3.3V)이 LED 끝에 나타납니다.

둘째, 항상 전원 공급 장치를 선택할 수 없습니다. "IC 변환기와 변환기가 있습니다"라고 말할 수 있습니다. 그러나 비용이 많이 들고 작동하기가 더 어렵 기 때문에 이는 실용적이지 않습니다 (이상적 변환기와 실제 변환기와 무게의 차이는 말할 것도 없습니다). 또한 우리는 동적 저항 (저항을 변경하는 저항-이 용어가 아닌 경우 죄송합니다. 나는 러시아인이며 전자 공학 분야의 고등학교 1 학년 만입니다)은 변환기의 와이어 롤 수를 변경할 수 없으므로 훨씬 더 실용적입니다.

이 질문의 본질로 판단하면, 나는 당신이 전자 제품에 들어가는 것 같아서, 당신은 무엇을하는지 걱정할 필요가 없습니다. 벽을 배우십시오-Kirchoffs가 가장 중요하며 전류가 어떻게 작동하고 전압이 어떻게 작동하는지 이해할 것입니다. 나머지는 따를 것이다. 당신이 집중해야 할 다른 것들은 요소들을 이해하는 것입니다. 당신의 이론을 배우면 LSIC과 함께 일하고 손을 더럽힐 수 있습니다. 또는 Arduino 또는 다른 작업을 시작할 수 있습니다. 나는 OSOYO를 가지고 있으며 놀랍습니다. (이 게시물은 arduino 브랜드가 아닙니다)

이 또한 기억하십시오 :

전류는 과전압 저항과 같습니다.

단위 및 등급을 다루는 것이 도움이 될 수 있습니다.

• mAh- 밀리 암페어-시간. 전기 요금. 그 자체로는별로 말하지 않습니다. 배터리의 정격으로서 배터리가 저장할 수있는 에너지의 척도로서 배터리의 정격 전압과 함께 의미가 있습니다. 밀리 암페어-시간은 1 시간 동안 흐르는 1 밀리 암페어 전류로 표시되는 전하량입니다.
• A- 앰프 (또는 암페어). 전류 측정-충전 유량.
• V- 전압. 이것은 잠재력의 척도입니다. 다시 말하지만, 배터리 자체에 대한 완전한 사양은 아니지만 중요한 것입니다. 이상적인 배터리는 지정된 전압을 유지하고 단자에서 전압을 유지하는 데 필요한만큼의 전류를 회로에 공급합니다. 실제 배터리는 내부 저항을 가지므로 "개방 회로"(무부하) 전압을 갖습니다. 부하가 증가함에 따라 전압이 떨어집니다 (회로에 더 많은 전류를 공급해야 함). 대부분의 실제 배터리가 고갈되면 전압도 감소합니다. 충전 상태와 개방 회로 전압의 관계는 배터리의 설계 및 화학에 따라 다릅니다. "단락 회로"전류는 내부 저항에 의해서만 제한 될 때 배터리가 전달하는 전류량입니다.
• W- 와트. 이것은 전력 (일부 기간에 걸쳐 전달 된 에너지 비율)의 측정치입니다. 와트는 기계 또는 전력을 측정 할 수 있습니다. 어느 쪽이든, 그것은 작업이 수행되는 속도입니다. 전기적인 관점에서, 전력은 전압과 전류 (볼트 x 암페어)의 곱입니다.
• kWh- 킬로와트시. 이것은 에너지의 척도입니다. 킬로와트시는 1 시간 동안 공급 된 1,000 와트의 전력 또는 1,000 시간 동안 공급 된 1 와트의 전력, 100 시간 동안 10 와트 등 (와트 x 시간)을 나타냅니다.
• 옴-저항. 이상적인 저항은이를 통과하는 전류와 해당 단자에 적용되는 전압 사이에 비례 관계를 나타냅니다. 전압을 두 배로 늘리면 전류가 두 배가됩니다 (또는 그 반대). 이 관계는 두 가지 방법 중 하나로 작용하는 것으로 볼 수 있습니다. 저항에 특정 전압을 적용하면 정의 된 양의 전류가 전달됩니다. 저항기를 통해 특정 양의 전류를 강제로 공급하면 정의 된 전압 강하가 발생합니다. 어느 쪽이든 저항의 값은 터미널을 가로 지르는 전압과이를 통과하는 전류 사이의 고정 된 관계를 설정합니다. 회로를 분석 할 때 다른 두 값을 알고 있으면이 값을 사용하여 세 가지 값 (전류, 전압, 저항) 중 하나를 해결할 수 있습니다. 옴 = 전압 / 암페어 또는 암페어 = 전압 / 옴 또는 전압 = 암페어 x 옴. 실제 저항은 다음과 같은 추가 정격을 갖습니다. 와트-이것은 저항 자체를 파괴하지 않고 소비 할 수있는 전력량입니다. 1 옴 저항에 1V를인가하면 1Amp의 전류가 흐르고 1W의 전력을 열로 소실합니다. 전압을 두 배로 늘리면 전류가 두 배로 증가하지만 이제이 1 옴 저항은 2V x 2A = 4W의 전력을 열로 소산시킵니다. 이 등급에 맞지 않거나 물리적 설계로 인해이 열을 제거 할 수없는 경우 과열, 연소 및 화재의 위험이 있습니다. 그러나 이제이 1 옴 저항은 2V x 2A = 4W의 전력을 열로 소산시킵니다. 이 등급에 맞지 않거나 물리적 설계로 인해이 열을 제거 할 수없는 경우 과열, 연소 및 화재의 위험이 있습니다. 그러나 이제이 1 옴 저항은 2V x 2A = 4W의 전력을 열로 소산시킵니다. 이 등급에 맞지 않거나 물리적 설계로 인해이 열을 제거 할 수없는 경우 과열, 연소 및 화재의 위험이 있습니다.

회로를 분석 할 때 "알려진"및 "알 수없는"이 있습니다. 예를 들어, 배터리의 전압과 공급하는 부하의 저항을 알 수 있습니다. 이를 감안하면 회로가 그릴 전류를 계산할 수 있습니다. 복잡한 회로에서는 많은 저항 값과 특정 속성을 갖는 LED 또는 트랜지스터와 같은 장치가있을 수 있습니다.

• 다이오드는 특징적인 순방향 전압을 갖습니다. 광범위한 전류 범위에서 거의 동일한 전압을 유지합니다. 실제 다이오드는 순방향 전류 대 순방향 전압에 관한 특징적인 비선형 곡선을 가질 것이다. 정상 작동 범위에서 곡선은 얕은 경사를 가지므로 대부분의 경우 평평한 것으로 간주됩니다 (정전압). 왜 이런 일이 발생하는지 이해하려면 반도체 다이오드 를 읽어야합니다.
• 정션 트랜지스터는 다이오드 순방향 전압과 같은 특징적인베이스 이미 터 전압을 가지고 있으며,베이스 이미 터 전압도 넓은 전류 범위에서 거의 일정합니다. 또한 전압과 전류와 관련된 비선형 곡선을 가지며 다이오드와 매우 유사합니다. 다시, 이러한 특성을 이해하려면 트랜지스터 를 읽어야합니다 .

이러한 특성을 사용하여 회로를 통해 전압을 알고있는 경로를 통한 전류, 특정 경로를 통해 전류를 알고있는 노드의 전압 및 저항기가 연결된 등가 저항을 계산할 수 있습니다. 전류와 전압이 전력 소비 (또는 소비)를 결정하여 회로가 전혀 작동하는지 여부, 선택해야 할 부품의 등급 및 공급해야하는 전력량을 알려줍니다.

자 ... 왜 LED와 직렬로 저항이 필요한가요?

5V 전원 공급 장치와 사양이 3.2V 및 20mA 인 LED가 있다고 가정 해 봅시다. 이는 LED가 3.2V의 순방향 전압에서 작동하고 약 20mA의 전류로 구동되어야 함을 의미합니다. 더 적고 사양보다 많은 빛을 방출하지 않으며 더 밝아지고 따뜻하게 작동하며 수명이 짧아 질 수 있습니다.

저항없이 LED를 연결하면 전원 공급 장치가 5V를 유지하기 위해 최대한 많은 전류를 공급하려고 시도합니다. LED는 단자 양단의 전압이 최대 5V가되기 전에 엄청난 양의 전류를 전달합니다. 어쩌면 전원 공급 장치는 전류 제한에 도달하고 전압이 떨어질 수 있지만이 시점에서 너무 많은 전류가 LED를 통해 흐르고 밝은 플래시가 방출되고 연기가납니다.

따라서 전원 공급 장치의 전압이 5V로 유지되고 LED의 전압이 3.2V 인 동안 LED 전류를 약 20mA로 제한하려고합니다. 1.8V (1.8 + 3.2 = 5)에서 약 20mA (0.02A)의 전류를 통과시키는 직렬 저항이 필요합니다. 따라서 1.8V / .02A = 90 Ohm을 계산합니다. 이를 위해 표준 82 Ohm 저항을 선택할 수 있습니다. 1.8V / 82 옴 = 21.9mA. 사양보다 약간 높지만 10 %의 마진은 문제가되지 않습니다. 실제 장치에는 정확하게 정의 된 속성이 있다고 가정 할 수 없습니다. 저항은 사양보다 약간 또는 약간 낮을 수 있으며, LED는 사양보다 약간 높거나 약간 낮은 전압에서 작동 할 수 있습니다. 우리는 회로의 실제 성능이 약간 다를 수 있다는 것을 알고 공칭 경우를 위해 설계합니다.

그래서 ... 여기서 뭐 했어? 우리는 저항을 사용하여 회로에서 일어나는 일을 조정하여 사용 가능한 전원 공급 장치를 사용하고 사양 내에서 LED를 작동시킬 수 있습니다.

우리는 저항으로 무엇을 할 수 있습니까?

저항의 일반적인 용도는 전압을 조정하거나 전류 흐름을 제한하는 것입니다. 예를 들어, 5V 전원 공급 장치가 있고 3V 참조가 필요합니다. 부품 빈에서 330 Ohm과 220 Ohm의 두 저항을 선택하고 직렬로 연결하십시오 .5V 와이어와 기준 출력 사이의 220, 기준 출력과 0V 사이의 330. 이 저항을 통해 5V / 550 Ohm = ~ 10mA의 일정한 전류가 발생하지만 기준 단자에서 3V의 전압을 보게됩니다. 이런 종류의 것은 특정 전압, 다른 전압의 분수 등을 설정 해야하는 증폭기와 같은 회로를 설계하는 데 자주 사용됩니다.

저항을 사용하여 시정 수를 정의 할 수 있습니다. 저항과 커패시터를 직렬로 연결하면 처음에는 전류가 커패시터로 흐릅니다. 이 초기 전류는 회로 전압과 저항 값에 의해 결정됩니다. 그러나 커패시터는 충전됩니다. 충전 될 때 터미널에 전압이 생성됩니다. 이렇게하면 저항 단자의 전압이 감소하여 전류가 감소합니다. 이렇게하면 커패시터가 충전되는 속도가 줄어들고 전압이 상승하는 속도 등이 줄어 듭니다. 결국 커패시터는 회로 전압에 도달하고 저항을 통한 전압과 저항은 0이된다. 저항 및 커패시턴스 값은 커패시터가 회로 전압의 특정 부분까지 충전하는 데 걸리는 시간을 결정합니다. 로 알려진 수량시정 수 는 커패시터 전압이 회로 전압의 약 63 %까지 충전되는 데 걸리는 시간입니다. 발진기 및 필터와 같은 회로를 설계하는 데 사용됩니다.

저항기가 존재하며 가상 '무한도'를 제한하는 데 사용됩니다. 저항기가 없으면 부품이 타거나 퓨즈가 끊어 지거나 회로가 예상대로 작동하지 않는다는 점에서 의미가 있습니다.

덜 극단적 인 예는 다른 저항이나 제너 다이오드와 함께 회로를 특정 전압으로 '바이어스'하는 것입니다. 또한 '돌입'전류를 전원 공급 장치로 제한하여 전원 스위치의 수명을 연장합니다.

전류가 흐르는 저항의 전압 강하로 인해 정확하고 정확한 전류 센서를 만듭니다.

더욱 이국적인 이유는 RF 전송 라인에서 기생 발진 또는 반사파를 멈추는 것입니다. MOSFET은 일반적으로 게이트에 저항이있어 급격한 상승 / 하강 에지로 인해 드레인에서 링잉 및 오버 슈트를 방지합니다.

커패시터와 결합하여 필터 또는 지연으로 사용하기위한 '시간 상수'를 만듭니다. 이것은 주파수 조정 또는보다 강력한 경우 전원 공급 장치에서 리플 필터로 작동 할 수 있습니다.

그것들이 '무한도'를 제한한다고 말하는 것은 일종의 trite이지만, 우리는 그것들이 없으면 기술이 없을 것입니다. Model 'T'Ford조차도 배터리에 적합한 충전 전류를 선택하기 위해 큰 저항 뱅크가있었습니다. 우리가 오늘날 가지고있는 정밀 충전은 아니었지만 '그냥 준비된'솔루션은 당시에는 충분했습니다.

전류가 흐르는 방식과 전압과의 관계를 완전히 파악하지 못하는 것처럼 들립니다. 이 관계를 이해하면 모든 질문에 쉽게 대답 할 수 있습니다.

전자는 배터리의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 가능한 빨리 고전압에서 저전압으로 이동하려고합니다. 배터리의 두 끝이 와이어로 직접 연결되면, 전자가 느려지지 않으므로 전자가 저전압 끝으로 매우 빠르게 점프합니다.

저항은 전자가 회로를 통해 얼마나 빨리 이동할 수 있는지를 느리게합니다. 저항이 없으면 배터리가 즉시 소손됩니다.