Gerilim ve Nasıl Çalışır?

Muhtemelen bir pilin veya bir duvar prizinin belirli sayıda voltaja sahip olduğunu duymuşsunuzdur. Bu, batarya tarafından üretilen elektrik potansiyelinin veya duvar prizine bağlı şebeke şebekesinin bir ölçümüdür.

Tüm bu voltlar, onları kullanmanız için sizi beklerken orada oturuyorlar, ancak bir elektrik var : elektriğin herhangi bir iş yapabilmesi için, taşınabilmesi gerekiyor . Havaya uçmuş bir balon gibi; Eğer onu kıstırırsan, orada hava varsa, bir şeyler yapabilecek bir hava var, ama bırakana kadar hiçbir şey yapmaz.

Bir balondan çıkan havadan farklı olarak, elektrik sadece bakır tel gibi elektrik iletebilen malzemelerden geçebilir. Bir bataryaya veya duvar prizine bir kablo bağlarsanız ( UYARI: bir duvardaki voltaj tehlikelidir, bunu yapma!), Elektriğe bir yol takip edeceksiniz. Ancak tel başka bir şeye bağlı değilse, elektriğin gitmesi gereken hiçbir yere sahip olmayacak ve hareket etmeyecektir.

Elektrik hareket eden nedir? Elektrik, daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja geçmek ister. Bu tam olarak balon gibidir: balondaki basınçlı hava balonun içinden (daha yüksek basınç) balonun dışına (düşük basınç) akmak ister. Daha yüksek bir voltaj ve daha düşük bir voltaj arasında iletken bir yol oluşturursanız, elektrik bu yol boyunca akacaktır. Ve bu yola bir LED gibi faydalı bir şey eklerseniz, akan elektrik sizin için bir şeyler yapar, bu LED'i yakmak gibi. Huzzah!

Peki, daha yüksek bir voltaj ve daha düşük bir voltaj nerede bulunur? İşte bilmeniz gereken gerçekten yararlı bir şey: her elektrik kaynağının iki yüzü vardır . Bunu iki ucunda metal kapaklı veya iki (veya daha fazla) deliğe sahip duvar prizine sahip piller üzerinde görebilirsiniz. Piller ve diğer DC (Doğru Akım) voltaj kaynaklarında, bu taraflar (genellikle terminaller olarak adlandırılır) pozitif (veya “+”) ve negatif (veya “-”) olarak adlandırılır.

Neden her elektrik kaynağının iki yüzü var? Bu, “potansiyel” fikrine geri dönüyor ve elektriğin akması için bir voltaj farkına ihtiyacınız var. Kulağa aptalca geliyor, ama iki şey farklı olmaksızın bir farkın olamaz. Herhangi bir güç kaynağında, pozitif taraf negatif tarafa göre daha yüksek bir voltaja sahip olacaktır, bu da tam olarak istediğimiz şeydir. Aslında, gerilimi ölçtüğümüzde, genellikle negatif tarafın 0 volt olduğunu ve pozitif tarafın arzın sağlayabileceği birçok volt olduğunu söyleriz.

Elektrik kaynakları pompalar gibidir. Pompaların her zaman iki tarafı vardır, bir şeyi dışarı üfleyen bir çıkış ve bir şeyi emen bir giriş. Piller ve jeneratörler ve güneş panelleri aynı şekilde çalışır. İçlerindeki bir şey, elektrik çıkışını (pozitif taraf) doğru hareket ettirmek için çok zor, fakat tüm cihazdaki elektrik, bir boşluk yaratıyor, yani negatif tarafın yerini almak için elektriği çekmesi gerekiyor. *

Şimdiye kadar ne öğrendik?

• Voltaj potansiyeldir, ancak elektrik, faydalı bir şey yapmak için akmalıdır.
• Elektrik, bakır tel gibi bir elektrik iletkeni olması gereken bir akış yoluna ihtiyaç duyar.
• Elektrik, daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja akacaktır.
• DC voltaj kaynakları her zaman pozitif ve negatif olarak adlandırılan iki kenara sahiptir, pozitif tarafı ise negatif tarafa göre daha yüksek bir voltajdır.

En Basit Devre

Sonunda bizim için elektrik çalışması yapmaya hazırız! Bir voltaj kaynağının pozitif tarafını, Işık Yayan Diyot (LED) gibi bazı işler yapan ve gerilim kaynağının negatif tarafına geri bağlarsak; elektrik veya akım akacaktır. Ve ışığın içinden geçerken, ışığa yanan LED'ler gibi, yararlı şeyler yapan yollara şeyler koyabiliriz.

Akışın elektrik alması ve faydalı bir şey yapması için gerekli olan bu dairesel yol bir devre olarak adlandırılır. Bir devre aynı yerde başlayan ve durduran bir yoldur, tam olarak yaptığımız şey budur.

Basit bir devreden akan akımın simülasyonunu görmek için bu linke tıklayın . Bu simülasyon Java'nın çalışmasını gerektirir.

* Benjamin Franklin, aslen bir elektrik kaynağının pozitif tarafından negatif tarafa doğru aktığını yazdı. Ancak, Franklin'in elektronların aslında zıt yönde aktığını bilmenin bir yolu yoktu - atomik seviyede, negatif tarafın dışına çıkıp pozitif tarafa geri dönerler. Mühendisler Franklin'in yüzlerce yıl boyunca gerçekleri keşfeden öncülüğünü takip ettikleri için, bugün hala “yanlış” konvansiyonunu kullanıyoruz. Pratik olarak bu ayrıntıyı konuşmak önemli değildir ve herkes aynı sözleşmeyi kullandığı sürece, hepimiz iyi çalışan devreler kurabiliriz.

Kısa ve Açık Devreler

“Yük” nedir?

Devreler inşa etmemizin sebebi, elektrik bizim için yararlı şeyler yapmaktır. Bunu yapmamızın yolu, mevcut akışı kullanan devrede, ışık tutmak, gürültü yapmak, programları çalıştırmak, vb.

Bu şeylere yük denir, çünkü bir şeyleri taşırken “yüklendiğiniz” gibi, güç kaynağını “yükler”. Çok fazla ağırlıkla yüklenebildiğiniz gibi, güç kaynağını çok fazla yüklemek mümkündür, bu da mevcut akışı yavaşlatır. Ama sizden farklı olarak, bir devreyi çok az yüklemek de mümkündür - bu, çok fazla akım akışına izin verebilir (herhangi bir ağırlık taşımadıysanız çok hızlı koştuğunu hayal edin), bu da sizin parçalarınızı veya hatta güç kaynağınızı yakabilir.

Voltaj, Akım, Direnç ve Ohm Yasası : Bir sonraki öğreticide tüm voltaj, akım ve yükler hakkında bilgi edineceksiniz. Ama şimdilik iki özel devre durumu öğrenelim: kısa devre ve açık devre . Bunları bilmek, kendi devrelerinizi giderirken muazzam bir şekilde yardımcı olacaktır.

Kısa devre

BUNU YAPMAYIN, ancak bir kabloyu doğrudan doğruya bir güç kaynağının negatif tarafına bağlarsanız, kısa devre denilen şeyi oluşturacaksınız. Bu çok kötü bir fikir.

Bu mümkün olan en iyi devre gibi görünüyor, o zaman neden bu kötü bir fikir? Elektrik akımının daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja geçmek istediğini ve akımın içine bir yük koyarsanız, bir LED'i yakmak gibi faydalı bir şey yapabileceğinizi unutmayın.

Akımda bir yükünüz varsa, devrenizdeki akım akışı, cihazınızın tükettiği ile sınırlı olacaktır, ki bu genellikle çok az bir miktardır. Ancak, akım akışını kısıtlamak için bir şey koymazsanız, akımı yavaşlatacak hiçbir şey olmayacak ve sonsuz olmaya çalışacaktır!

Güç kaynağınız sonsuz akım sağlayamaz, ancak olabildiğince fazlasını sağlar, bu çok fazla olabilir. Bu, telinizin yanmasına, güç kaynağına zarar vermesine, pilinizi boşaltmasına veya diğer heyecan verici şeylere neden olabilir. Çoğu zaman güç kaynağınız, kısa devre durumunda maksimum akımı sınırlamak için bir çeşit güvenlik mekanizmasına sahiptir, ancak her zaman değil. Bu, tüm evlerin ve binaların devre kesicilere sahip olmasının sebebi, yangınların kabloların herhangi bir yerinde bir kısa devre durumunda başlatılmasını engellemektir.

Sıklıkla ilgili bir problem, yanlışlıkla, devrenizin bir bölümünden çok fazla akım akışı sağlayarak, bir parçanın yanmasına neden olur. Bu kısa bir devre değil, ama yakın. Bu genellikle, bir LED gibi başka bir bileşen üzerinden çok fazla akım akışı sağlayan yanlış direnç değerini kullandığınızda olur.

Alt satır: Eğer bir şeyin aniden ısındığını ya da aniden patladığını fark ederseniz hemen gücü kapatın ve olası kısa devreleri arayın.

Açık devre

Kısa devrenin tersi açık bir devredir . Bu, ilmiğin tam olarak bağlanmadığı bir devredir (ve dolayısıyla bu gerçekten de bir devre değildir).

Yukarıdaki kısa devreden farklı olarak, bu “devre” ile hiçbir şey incinmez, fakat devreniz de işe yaramaz. Devrelerde yeniyseniz, özellikle tüm iletkenlerin gizlendiği dolapları kullanıyorsanız, aramanın nerede olduğunu bulmak zor olabilir.

Devreniz çalışmıyorsa, en olası neden açık bir devredir. Bu genellikle kırık bir bağlantı veya gevşek bir telden kaynaklanır. (Kısa devreler, tüm enerjiyi devrenizin geri kalanından çalabilir, bu yüzden bunları da aradığınızdan emin olun.)

İPUCU: Eğer devrenizin açık olduğu yeri kolayca bulamazsanız, bir multimetre çok kullanışlı bir araç olabilir. Voltajı ölçmek için ayarlarsanız, bunu, enerjili devrenizdeki çeşitli noktalardaki voltajı kontrol etmek ve sonunda voltajın geçmediği noktayı bulmak için kullanabilirsiniz.

Kaynaklar ve Daha Fazlası

En basit haliyle, bir devrenin ne olduğunu öğrendiniz. Öğrenmeye devam ederken, birden fazla döngüye ve daha birçok elektronik bileşene sahip daha karmaşık devrelerle karşılaşacaksınız. Fakat TÜM devreler, ne kadar karmaşık olursa olsun, yeni öğrendiğiniz temel tek çevrim devresiyle aynı kuralları izleyecektir.

Elektronikteki yolculuğunuz daha yeni başlıyor, burada keşfedilecek bazı konular öneriliyor:

• Breadboards , jumper tellerini kullanarak geçici devreleri hızlı bir şekilde oluşturmanızı sağlayan faydalı araçlardır. Onları her zaman kullanırız. Ayrıca, devrelerinizi oluşturmanıza yardımcı olmak için telle çalışmayı ustalaştırmak isteyebilirsiniz.
• Bir multimetre voltaj, akım ve direnci ölçmenizi sağlar ve arıza yapan devreleri gidermeye çalışırken harika bir yardımcıdır.
• Devreler tüm farklı boyut, şekil ve konfigürasyonlarda gelir. Bir sonraki seviyeye devredilen devreleri görmek için serilere paralel paralel devrelere bakın.

Devreler inşa ederken kullanacağınız en yaygın bileşenler hakkında bazı öğreticiler.

• Devreler hakkında öğrenmenin en iyi yolu, bir şeyler yapmaya başlamaktır. LED öğreticimiz , bir veya daha fazla LED'in nasıl yanacağını gösterecektir.
• Dirençler , devrelerdeki en yaygın kullanılan bileşenlerden biridir.
• Kapasitörler çoğu devrede de bulunur. Diyotlar gibi .
• --https: //learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-a-circuit