Comment configurer des résistances, des condensateurs et des transistors dans des circuits électroniques

Dans cet article, nous essayons d'évaluer comment configurer ou connecter des composants électroniques tels que des résistances, des condensateurs avec des circuits électroniques grâce à un calcul correct

Veuillez lire mon article précédent concernant qu'est-ce que la tension et le courant , afin de mieux comprendre les faits électroniques de base expliqués ci-dessous.

Qu'est-ce qu'une résistance

- C'est un composant électronique utilisé pour résister au flux d'électrons ou au courant. Il est utilisé pour protéger les composants électroniques en limitant le flux de courant lorsque la tension augmente.Les LED nécessitent des résistances en série pour la même raison afin de pouvoir fonctionner à des tensions supérieures à la valeur nominale spécifiée. D'autres composants actifs comme les transistors, les mosfets, les triacs, les SCR incorporent également des résistances pour les mêmes raisons.

Qu'est-ce qu'un condensateur

C'est un composant électronique qui stocke une certaine quantité de charge électrique ou simplement la tension / courant appliqué, lorsque ses fils sont connectés entre les points d'alimentation appropriés.Le composant est essentiellement évalué avec quelques unités, microfarad et tension. Le «microfarad» décide de la quantité de courant qu'il peut stocker et la tension définit la quantité de tension maximale qui peut être appliquée ou stockée à l'intérieur. La tension nominale est critique, si elle dépasse le marquage, le condensateur explosera simplement.

La capacité de stockage de ces composants signifie que l'énergie stockée devient utilisable, par conséquent, ils sont utilisés comme filtres où la tension stockée est utilisée pour remplir les espaces vides ou les dépressions de tension dans l'alimentation de la source, remplissant ainsi ou lissant les fossés dans la ligne.

L'énergie stockée devient également applicable lorsqu'elle est libérée lentement à travers un composant restrictif comme une résistance. Ici, le temps consommé par le condensateur pour se charger complètement ou se décharger complètement devient idéal pour les applications de minuterie, où la valeur du condensateur décide de la plage de synchronisation de l'unité. Par conséquent, ils sont utilisés dans les minuteries, les oscillateurs, etc.

Une autre caractéristique est qu'une fois qu'un condensateur est complètement chargé, il refuse de transmettre plus de courant / tension et arrête le flux de courant à travers ses fils, ce qui signifie que le courant appliqué ne passe à travers ses fils qu'au cours de la charge et est bloqué une fois la charge. le processus est terminé.

Cette fonctionnalité est exploitée pour permettre la commutation momentanée d'un composant actif particulier. Par exemple, si une tension de déclenchement est appliquée à la base d'un transistor via un condensateur, elle ne serait activée que pendant un fragment de temps particulier, jusqu'à ce que le condensateur soit complètement chargé, après quoi le transistor cesse de conduire. La même chose peut être observée avec une LED lorsqu'elle est alimentée par un condensateur, elle s'allume pendant une fraction de seconde, puis s'éteint.

Qu'est-ce qu'un transistor

C’est un composant semi-conducteur à trois fils ou pattes. Les jambes peuvent être câblées de telle sorte qu'une jambe devienne une prise commune pour les tensions appliquées aux deux autres jambes. La jambe commune est appelée l'émetteur, tandis que les deux autres jambes sont nommées comme base et le collecteur. La base reçoit le déclencheur de commutation en référence à l'émetteur et cela permet une tension et un courant relativement importants pour passer du collecteur à l'émetteur.

Cette disposition le fait fonctionner comme un interrupteur. Par conséquent, toute charge connectée au collecteur peut être activée ou désactivée avec des potentiels relativement minimes à la base de l'appareil.

Les tensions appliquées à la base et au collecteur atteignent finalement la destination commune à travers l'émetteur. L'émetteur est connecté à la masse pour le type NPN et au positif pour les types de transistor PNP. NPN et PNP sont complémentaires l'un de l'autre et fonctionnent exactement de la même manière mais en utilisant des directions ou des polarités opposées avec des tensions et des courants.

Qu'est-ce qu'une diode:

Se il vous plaît se référer Cet article pour les informations complètes.

Qu'est-ce qu'un SCR:

Il peut être tout à fait comparable à un transistor et est également utilisé comme interrupteur dans les circuits électroniques. Les trois fils ou jambes sont spécifiés comme la porte, l'anode et la cathode. La cathode est la borne commune qui devient le chemin de réception des tensions appliquées à la grille et à l'anode du dispositif. La grille est le point de déclenchement qui commute la puissance connectée à l'anode à travers la jambe commune de la cathode.

Cependant, contrairement aux transistors, la grille d'un SCR nécessite une plus grande quantité de tension et de courant et de plus, le dispositif peut être utilisé pour commuter exclusivement du courant alternatif à travers son anode et sa cathode. Par conséquent, il devient utile pour commuter des charges AC en réponse aux déclencheurs reçus à sa porte mais la porte aura besoin purement d'un potentiel DC pour mettre en œuvre les opérations.

Implémentation des composants ci-dessus dans un circuit pratique:

Comment configurer des résistances, des condensateurs et des transistors dans des circuits électroniques ......?

L'utilisation et la mise en œuvre de pièces électroniques pratiquement dans des circuits électroniques est la chose ultime que tout amateur électronique a l'intention d'apprendre et de maîtriser. Bien que ce soit plus facile à dire qu'à faire, les quelques exemples suivants vous aideront à comprendre comment les résistances, les condensateurs et les transistors peuvent être configurés pour construire un circuit d'application particulier:

Étant donné que le sujet peut être trop vaste et remplir des volumes, nous ne parlerons que d'un seul circuit comprenant transistor, condensateur, résistances et LED.

Fondamentalement, un composant actif occupe le devant de la scène dans un circuit électronique, tandis que les composants passifs jouent le rôle de support.

Disons que nous voulons créer un circuit de capteur de pluie. Puisque le transistor est le principal composant actif, il doit occuper le devant de la scène. Nous le plaçons donc juste au centre du schéma.

Les trois fils des transistors sont ouverts et nécessitent la mise en place requise via les parties passives.

Comme expliqué ci-dessus, l'émetteur est la sortie commune. Puisque nous utilisons un transistor de type NPN, l'émetteur doit aller à la terre, nous le connectons donc à la terre ou au rail d'alimentation négatif du circuit.

La base est la détection principale ou l'entrée de déclenchement, cette entrée doit donc être connectée à l'élément de capteur. L'élément capteur ici est une paire de bornes métalliques.

L'une des bornes est connectée à l'alimentation positive et l'autre borne doit être connectée à la base du transistor.

Le capteur sert à détecter la présence d'eau de pluie. Au moment où la pluie commence, les gouttelettes d'eau relient les deux terminaux. Étant donné que l'eau a une faible résistance, commence à fuir la tension positive entre ses bornes, à la base du transistor.

Cette tension de fuite alimente la base du transistor et atteint en cours de route la masse à travers l'émetteur. Au moment où cela se produit, selon la propriété de l'appareil, il ouvre les portes entre le collecteur et l'émetteur.

Cela signifie que maintenant, si nous connectons une source de tension positive au collecteur, elle sera immédiatement connectée à la terre via son émetteur.

Par conséquent, nous connectons le collecteur du transistor au positif, mais nous le faisons via la charge afin que la charge fonctionne avec la commutation, et c'est exactement ce que nous recherchons.

En simulant rapidement l'opération ci-dessus, on voit que l'alimentation positive fuit par les bornes métalliques du capteur, touche la base et poursuit sa course pour finalement atteindre le sol complétant le circuit de base, cependant cette opération tire instantanément la tension du collecteur vers la terre via l'émetteur, allumez la charge qui est ici un buzzer. Le buzzer retentit.

Cette configuration est la configuration de base, mais elle nécessite de nombreuses corrections et peut également être modifiée de nombreuses manières différentes.

En regardant le schéma, nous constatons que le circuit n'inclut pas de résistance de base car l'eau elle-même agit comme une résistance, mais que se passe-t-il si les bornes du capteur sont accidentellement court-circuitées, tout le courant serait déversé à la base du transistor, le faisant frire immédiatement.

Par conséquent, pour des raisons de sécurité, nous ajoutons une résistance à la base du transistor. Cependant, la valeur de la résistance de base décide de la quantité de courant de déclenchement qui peut entrer à travers les broches de base / émetteur, et affecte donc à son tour le courant du collecteur. Inversement, la résistance de base doit être telle qu'elle permette de tirer un courant suffisant du collecteur vers l'émetteur, permettant une commutation parfaite de la charge du collecteur.

Pour des calculs plus faciles, en règle générale, nous pouvons supposer que la valeur de la résistance de base est 40 fois supérieure à la résistance de charge du collecteur.

Ainsi, dans notre circuit, en supposant que la charge du collecteur est un buzzer, nous mesurons la résistance du buzzer qui équivaut à 10K. 40 fois 10K signifie que la résistance de base doit être d'environ 400K, mais nous constatons que la résistance à l'eau est d'environ 50K, donc en déduisant cette valeur de 400K, nous obtenons 350K, c'est la valeur de résistance de base que nous devons sélectionner.

Supposons maintenant que nous voulions connecter une LED à ce circuit au lieu d'un buzzer. Nous ne pouvons pas connecter la LED directement au collecteur du transistor car les LED sont également vulnérables et nécessiteront une résistance de limitation de courant si la tension de fonctionnement est supérieure à sa tension directe spécifiée.

Par conséquent, nous connectons une LED en série avec une résistance de 1K à travers le collecteur et le positif du circuit ci-dessus, en remplaçant le buzzer.

Maintenant, la résistance en série avec la LED peut être considérée comme la résistance de charge du collecteur.

Alors maintenant, la résistance de base devrait être 40 fois cette valeur, ce qui équivaut à 40K, mais la résistance à l'eau elle-même est de 150K, ce qui signifie que la résistance de base est déjà trop élevée, ce qui signifie que lorsque l'eau de pluie franchit le capteur, le transistor ne pourra pas allumer la LED brillamment, l'éclairera plutôt très faiblement.

Alors, comment pouvons-nous résoudre ce problème?

Nous devons rendre le transistor plus sensible, donc nous connectons un autre transistor pour aider celui existant dans une configuration Darlington. Avec cet agencement, la paire de transistors devient très sensible, au moins 25 fois plus sensible que le circuit précédent.

25 fois plus de sensibilité signifie que nous pouvons sélectionner une résistance de base qui peut être 25 + 40 = 65 à 75 fois la résistance du collecteur, nous obtenons la plage maximale d'environ 75 en 10 = 750K, donc cela peut être considéré comme la valeur totale de la base résistance.

En déduisant une résistance à l'eau de 150K de 750K, nous obtenons 600K, c'est donc la valeur de résistance de base que nous pouvons choisir pour la configuration actuelle. Rappelez-vous que la résistance de cas peut avoir n'importe quelle valeur tant qu'elle remplit deux conditions: elle ne chauffe pas le transistor et elle aide à commuter la charge du collecteur de manière satisfaisante. C'est tout.

Supposons maintenant que nous ajoutions un condensateur entre la base du transistor et la masse. Le condensateur, comme expliqué ci-dessus, stockera initialement du courant lorsque la pluie commence à travers les fuites aux bornes du capteur.

Maintenant, après que la pluie a cessé et que la fuite du pont de capteurs est déconnectée, le transistor continue de conduire en faisant sonner le buzzer… comment? La tension stockée à l'intérieur du condensateur alimente maintenant la base du transistor et la maintient allumée jusqu'à ce qu'elle se soit déchargée en dessous de la tension de commutation de base. Cela montre comment un condensateur pourrait servir dans un circuit électronique.