Ongelmat:

First, virrat eivät "tule" positiivisesta terminaalista. Se on hyvin yleinen väärinkäsitys, jota kutsutaan "peräkkäiseksi harhaksi" luokan koulujen sähköoppaissa. Perusongelma on, että johdot eivät ole kuin tyhjät putket. Ja virtalähde ei täytä niitä. Sen sijaan johdot on jo esitäytetty varauksella, joten virrat näkyvät aina kaikkialla piirissä, kaikki samanaikaisesti. ("Virta" tarkoittaa varauksen virtausta. Kun liikkuvien varausten ympyrä alkaa virrata, "virta" ilmestyy koko renkaaseen. Se on peruspiirisääntö.)

Toisin sanoen sähköpiirit käyttäytyvät kuten pyörät ja hihnat. Samalla tavalla pyöräketjun metalli ei "tule" tietystä sijainnista ketjupyörällä. Se ei "aloita" yhdessä vaiheessa. Sen sijaan koko ympyrä on valmistettu ketjusta. Myös kaikki ketjut olivat siellä ennen minkään virtalähteen olemassaoloa. Pyöräketjuilla, kun voima kohdistuu, koko asia kääntyy. Piireissä, kun potentiaalinen ero otetaan käyttöön, kaikki renkaan sisällä (piirin sisällä) olevat liikkuvat varaukset alkavat liikkua yhtenä kokonaisuutena kuin kiinteä ketju täydellisessä ympyrässä. Mutta nämä lataukset olivat jo johtojen sisällä, ennen kuin akkua kytkettiin. Johdot ovat kuin vedellä täytetyt letkut.

sekunnin -sähköpotentiaali voi olla vain kahden pisteen välillä, ja piirin yhdellä yksittäisellä pisteellä ei koskaan "ole jännitettä". Tämä on totta, koska jännite on vähän kuin korkeus: esineellä ei voi olla "korkeutta", koska korkeutta voidaan mitata vain kahden pisteen välillä. On turhaa keskustella kohteen korkeudesta, pituudesta tai korkeudesta. Minkä korkeus? Lattian yläpuolella? Maan päällä rakennuksen ulkopuolella? Korkeus maan keskikohdan yläpuolella? Kaikilla esineillä on äärettömän monta korkeutta samaan aikaan!

Jännitteellä on täsmälleen sama ongelma: yhdellä liittimellä voi olla "jännite" vain toiseen liittimeen verrattuna. Jännite toimii kuten pituus: jännite ja pituus ovat kaksipäisiä mittauksia. Tai toisin sanoen piirin yhdellä liittimellä on aina useita eri jännitteitä samanaikaisesti, riippuen siitä, mihin sijoitamme muun mittarin johdon.

Third, piireissä käyttövoiman tuottavat positiiviset ja negatiiviset virtalähteet, molemmat samanaikaisesti. Ja mikä tärkeintä: virran polku kulkee virtalähteen kautta. Virtalähteet ovat oikosulkuja. Ihanteellinen virtalähde toimii kuin nolla-ohmin vastus. Ajattele sitä: dynamo-kelassa varaukset kulkevat kelan läpi ja palaavat takaisin. Vaijerilla on erittäin pieni vastus. Sama asia paristojen kanssa: virran polku on läpi akku ja takaisin ulos. Akkulevyt ovat oikosulussa erittäin johtavalla elektrolyytillä.

Esimerkki:

• Tässä on oikea kuvaus taskulampusta. Maksut alkavat volframihehkulangan sisällä. Kun kytkin on kiinni ja piiri on valmis, hehkulangan toinen pää latautuu positiiviseksi, toinen negatiivinen. Tämä pakottaa hehkulangan omat panoksensa alkamaan virtaava. Varat siirtyvät hehkulangasta yhteen johtimeen, samalla kun lisää maksuja on tulossa vuoden toiseen päähän hehkulanka. Nämä maksut toimitetaan metallilangoista (ja ennen kytkimen käynnistämistä kaikki johtimet olivat jo täynnä liikkuvien kulujen lukumäärää.) Jatketaan filamentti virtaa ulos yhdeksi langaksi, siirrä hitaasti paristoon (kestää minuutteja tai tunteja päästäksesi sinne), virtaa sitten akun läpi ja takaisin takaisin. Ne poistuvat akun toisesta napasta, virtaavat takaisin hehkulangan toiseen päähän, sitten ne päätyvät minne he aloittivat. "Täydellinen piiri". Maksut ovat kuin a vetohihnalla tai pyörivällä pyörällä tai pyöräketjulla. Akku työntää maksuja, mutta se ei tarjoa maksuja. Kupari ja volframi syöttää taskulampussa virtaavia varauksia piiri. Maksut liikkuvat melko hitaasti, mutta koska ne kaikki alkavat liikkua samaan aikaan hehkulamppu syttyy heti, vaikka johdot ovat melko pitkiä.

Fourth: : n kaikki akun sisällä olevat positiiviset ionit ovat erittäin liikkuvia . Niitä ei todellakaan ole lukittu paikoilleen. Jos ne olisivat, paristot olisivat eristeitä eivätkä ne toimisi. Jotkut paristot perustuvat positiivisten ionien virtaukseen yhdessä suunnassa ja negatiiviset ionit toiseen suuntaan. Lyijyakut ovat erilaisia. Hapossa vain protonit virtaavat. Hapot ovat protonijohtimia.

Mutta ole varovainen: paristot lisäävät monimutkaisuutta, mikä voi selittää sen

Korvaa sen sijaan taskulampun paristo isolla kelalla ja supermagneetilla. Liitä se hehkulamppuun. Työnnä supermagneetti kelaan, ja lamppu vilkkuu hetken. Mistä syytteet tulivat? Kuinka liikkuva magneetti voi luoda varauksia? SITÄ EI OLE. Dinamot ja akut ovat latauspumppuja. Liikkuva magneetti pakottaa langan oman varauksen alkamaan liikkua. (Pumppu ei tuota pumpattavaa tavaraa!) Liikkuva magneetti aiheuttaa virran , koska se kohdistaa EM-pumppausvoiman jo metallin sisällä oleviin liikkuviin varauksiin.

Huono kapellimestari. Huono!
Tässä on selvennys. Monet intro-oppikirjat antavat väärän määritelmän "kapellimestari"; täysin väärä ja erittäin harhaanjohtava. He opettavat sinulle, että johtimet "päästävät lataukset läpi" (tai että "sähkö" kulkee tai virta.) Ei. Johtimet eivät ole kuin onttoja putkia. Johtimet eivät ole läpinäkyviä sähkölle. Sen sijaan "johdin" tarkoittaa "materiaalia, joka on täynnä mobiilimaksuja". Johtajat ovat kuin täynnä vettä. Ne ovat kuin akvaarioita tai kuin esitäytettyjä putkia. Johtajat noudattavat ohmin lakia: aina kun käytämme jännite-eroa langan päihin, johtimen omien varausten virta riippuu langan vastuksesta: I = V / R. Langan mobiililataus virtaa. Ajattele sitä, tyhjiö on eriste. Kuinka tyhjiö voi estää maksujen virtauksen? Tyhjiötä ei tarvitse, koska tyhjiössä ei ole liikkuvia varauksia. Se tekee siitä eristimen,

Kaikki tämä johtaa tärkeään konseptiin. Aina kun otamme langanpalan ja kiinnitämme päät yhteen suljetun silmukan muodostamiseksi, olemme luoneet "näkymättömän käyttöhihnan", liikkuvan varauksen silmukan liikkumattomassa langassa. Työnnä magneettinapa metallisilmukkaan, ja kaikki langan varaukset liikkuvat yhtenä, pyörien kuin vauhtipyörä. Se on renkaan muotoinen uima-allas, ja jos painamme vettä, voimme saada kaiken veden kääntymään kuin vauhtipyörä, kun taas uima-allas itsessään pysyy paikallaan.

FIFTH, virrat eivät ole taaksepäin, koska sähkövirrat eivät ole elektronivirtauksia.

Erityisesti virtaavien varausten napaisuus riippuu johtimen tyypistä. Kyllä, kiinteissä metalleissa liikkuvat varaukset ovat elektroneja. Mutta on paljon johtimia, joissa elektronit eivät voi liikkua. Lähimmät ovat aivosi ja hermostosi: positiivisten ja negatiivisten atomien samanaikaiset virtaukset vastakkaisiin suuntiin: liikkuvat ionit ilman elektronivirtauksia lainkaan. "Elektrolyytit", suolavesi mukaan lukien kostea maa ja valtameret; nämä eivät ole elektronijohtimia.

Outo esimerkki: hapot ovat johtavia, koska ne ovat täynnä + H-positiivisia vetyioneja. Toinen nimi + H-ionille on ... "protoni". Kun laitamme ampeereita hapon läpi, virta on protonivirta. (Heh, jos likassa on maavirtoja ja myös lika on pikemminkin hapan kuin suolaista, niin nämä maanalaiset virrat ovat protonivirtauksia!)

Toisin sanoen "ampeerit" voivat olla virtaavia elektroneja tai virtaavia protoneja tai positiivista natriumia, joka kulkee negatiivista kloridia pitkin toiseen suuntaan. Tai, nopeat elektronit menevät yhteen suuntaan kipinässä, kun taas hitaat typpi-ionit menevät eteenpäin tai taaksepäin riippuen siitä, ovatko ne vai ei-ionisoituja. Ja p-tyyppisissä puolijohteissa virta on "ristikkotilojen" virta kristallissa! (Jokainen tyhjä paikka paljastaa ylimääräisen pii-protonin, joten jokaisella avoimella paikalla on todellinen positiivinen varaus. "Reikät" liikkuvat elektronisiirrolla, mutta jokainen reikä on todella positiivisesti varattu.)

Kaikella yllä olevalla monimutkaisuudella, kuinka voimme kuvata mitä tapahtuu piireissä? Helppo: se on jo tehty meille. Peitämme liikkuvat varaukset ja jätämme ne huomiotta. Jätämme huomiotta niiden virtausnopeuden ja määrän. Ohitamme heidän napaisuudensa. Sen sijaan laskemme yhteen kaikki erilaiset varaukset, jotka voivat olla minkä tahansa johtimen sisällä, laskemme kokonaisvirtaaman ja kutsumme tätä "ampeereiksi". Onko johtajasi letku täynnä suolavettä? Laita kiinnitettävä ampeerimittari sen ympärille ja lue ampeerit. Ionitiheydellä ei ole väliä. Ionin nopeudella ei ole merkitystä, ja se voi jopa olla happoletku, joka on täynnä protoneja, merivesiletkun sijaan. Vahvistin on vahvistin.

Ampeeria kutsutaan myös "tavanomaiseksi virraksi" tai vain "sähkövirraksi".

Erittäin tärkeää: ampeerit eivät ole latausvirtauksia. Johtajalla voi olla yksi vahvistin, mutta tämä ei kerro meille mitään sisällä olevista varauksista. Siellä voi olla muutama lataus, joka virtaa nopeasti, tai paljon latauksia, jotka virtaavat hitaasti. Saattaa olla positiivisia varauksia, jotka menevät eteenpäin, tai neg-taaksepäin, tai molemmat samanaikaisesti (kuten DC-sähköiskun saaneiden ihmiskehojen kohdalla). Kaikki nämä tavarat on peitetty, ja jäljellä on vain ampeereita ... tavanomainen virta.

OK, palaa GND: hen verrattuna COM: een tai EARTH: iin.

"Ground" on hämmentävä, koska sanaa käytetään melkein aina väärin.

Piireissä valitsemme melkein aina yhden virtalähteen "yleiseksi" ja liitämme siihen yhden volttimittarin. Se ei ole maadoitettu, joten meidän ei todellakaan pitäisi kutsua sitä "maaksi" (sitä ei ole kytketty likaan ajettuun metallipylvääseen!) Sen sijaan "yhteinen" on vain perinteinen kohta jännitteen lukemiseen. Emme koskaan selitä tätä tosiasiaa (se on hiljainen sopimus!) Koska jännitteet ovat monimutkaisia ​​kaksipäisiä mittauksia, asiat yksinkertaistuvat, jos teeskentelemme että ne ovat yksipäisiä. Kiinnitä siis musta volttimittarisi johto "yleiseen piiriin", ohita se sitten.

Nyt teeskennellä, että volttimittarisi punainen koetin voi todella mitata TERMINAALIN jännitteen. Mutta päätelaitteilla ei voi olla "jännitettä!" Kyllä, aivan oikein. Mutta me hiljaa teeskentelemme, että he tekevät. Millä tahansa piirin pisteellä voi olla jännite ... suhteessa toiseen piiripisteeseen. Jos puhuisimme korkeuksista, voisimme aina tehdä mittauksemme suhteessa merenpintaan, enkä koskaan koskaan mainitse merenpintaa, ja sitten teeskennellä, että esineillä ja paikoilla voi "olla korkeus", vaikka se on itse asiassa mahdotonta, koska korkeus on pituus, ei sijainti.

Joten uudet elektroniikan opiskelijat sekoittuvat yleensä, kun keskustelemme "päätelaitteen jännitteestä". Oikeastaan ​​tarkoitimme "jännitettä, joka esiintyy päätelaitteen ja Circuit Common -piirin välillä". Mutta se on liikaa toistaa koko ajan. Sanomme hiljaa "jännite välillä, jännite välillä", kun sanomme tosiasiallisesti "jännite tässä kohdassa" tai siinä toisessa paikassa. Sitten kaikki uudet opiskelijat alkavat ajatella, että yhdellä päätelaitteella voi olla jännite, vaikka jännite ei toimi niin.

Onko negative-syöttöpääte piiri yleinen? Kyllä, yleensä. Olen nähnyt hyvin vanhoja radioita, joissa on PNP-transistorit ja negatiivinen päävirtalähde, jossa on "positiivinen maadoitus". Akun positiivinen napa on Circuit Common. Kaikki kaavion mittaukset ovat negatiivisia jännitteitä. 1950-luvun radioiden lisäksi sama tapahtuu vanhoissa VW Beetlesissä ja joissakin moottoripyörissä. Akun positiivinen napa on kytketty runkoon, joten "syöttöliitin" on negatiivinen. Älä asenna normaalia autoradiota vanhaan VW: hen, koska se sammuttaa tai syttyy, kun käynnistät sytytyksen. Virtalähde oli taaksepäin.

Meidän on vain päästävä eroon kaikista kerättävistä 1950-luvun japanilaisista PNP-transistoriradoista, VW-kovakuoriaisista ja positiivisesti maadoitetuista moottoripyöristä, ja sitten Circuit Common on aina ja ikuisesti negatiivinen syöttöpääte!No, ellei se ole jokin outo, sähköisesti kelluva teollisuusanturijärjestelmä, jossa on sekoitus vaihtovirtaa ja virtuaalimaadoitettuja op-amp-piirejä.

Jännitelähteellä on sekä negatiivisia että positiivisia liittimiä, ja se tuottaa jännitteen (tai potentiaalieron) näiden päätelaitteiden välille.

Alussa sähkön tutkimisessa olevilla varhaisilla tutkijoilla ei ollut keinoa selvittää mitä, jos mikä tahansa, käsitti sähkövirran, joten he ilmoittivat jonkin verran mielivaltaisesti, että virta oli positiivisen varauksen virta, joka virtaa jännitelähteen positiivisesta napasta ulkoisen piirin läpi ja palasi negatiiviseen napaan. Kutsumme tätä käsitettä tavanomaiseksi virraksi, ja tutkijat ja insinöörit käyttävät tätä käsitettä yleensä keskustellessaan virran virtauksesta.

Tiedämme nyt, että useimmissa materiaaleissa virtaa kuljettavat negatiivisesti varautuneet elektronit. Kun tyhjiöputkia kehitettiin, monille teknikoille opetettiin elektronivirtaa, koska tyhjiöputken sisäistä toimintaa ei voida helposti kuvata tavanomaisella virralla. Valitettavasti elektronivirta elää monissa paikoissa, mikä saa opiskelijat sekoittumaan tavanomaisen virran ja elektronivirran välillä. Mielestäni on parasta pitää kiinni tavallisesta virrasta, koska sitä käyttää suurin osa teknisestä ja tiedeyhteisöstä.

"Ground" on vakavasti väärin käytetty termi elektroniikassa.

Vaihtovirtalähteen ja joissakin radioantennijärjestelmissä "Ground" tarkoittaa todella "yhteyttä maapalloon".

Useimmissa elektroniikoissa "Ground" on kuitenkin vain tarra kiinnitämme piirin pisteeseen, jota haluamme pitää "nollavolttina" (johon laitamme mustan mittarin lyijyn mitattaessa jännitteitä muualla). Olisi parempi kutsua tätä kohtaa "viitteeksi" tai "yleiseksi", mutta "maan" käyttö on niin vakiintunutta, että olemme juuttuneet siihen. Tällä "maalla / yhteisellä" ei ole maagisia voimia - se ei ole elektronien ääretön pesuallas - se on vain yksi kohta piirissä.

Nykyään "maa / yhteinen" on yleensä piirin negatiivisin kohta, mutta se voi joskus olla kaikkein positiivisin kohta (yksi logiikkaperhe on tarkoitettu toimimaan -5 voltista - maa on positiivinen). Monissa äänipiireissä "maa / yhteinen" on virtalähteen keskipiste, ja piirissä on sekä positiivisia että negatiivisia jännitteitä.

Ensinnäkin A ja B ovat yksinkertaisesti väärässä. Pisteiden A ja B välisen jännitteen vuoksi kumpikaan ei ole etuoikeutettu virran "lähteenä" tai "jännitteen lähteenä". Voit vain sanoa, että jos johtoa käytetään A: n ja B: n liittämiseen, virta kulkee A: n ja B: n välillä. Jos A: n ja B: n välinen jännite on positiivinen, metallissa tämä tapahtuu elektronien muodossa, jotka virtaavat B: stä A: han. . Puolijohteissa, kuten transistoreissa, toinen osa ei ole (välttämättä) totta, koska virta voi johtua joko elektronista tai elektronien puuttumisesta (reikät, jotka virtaavat toiseen suuntaan).

Suurelta osin , "maan" tunnistaminen "maahan" on todellakin historiallinen onnettomuus, ja se johtuu varhaisen sähkönjakeluyritysten käyttämistä käytännöistä. Nykyisessä amerikkalaisessa terminologiassa maa on vertailupiste piirin jännitteen ja virran mittaamiseksi, kun taas maa on todellinen yhteys maahan lyötyyn tankoon.

Maadoituksen yleisempi käyttö on peräisin tästä käytännössä, ja se on itse asiassa edelleen tärkeää järjestelmissä, joissa käytetään suurta määrää virtaa. Pienitehoisissa järjestelmissä, erityisesti paristokäyttöisissä järjestelmissä, maadoitus voidaan irrottaa täysin fyysisestä maadoituksesta (fyysisestä tai muusta). Mutta mikä tahansa sähköinen tai elektroninen piiri, olipa se tasossa, autossa tai jopa ulkoavaruudessa, tarvitsee vertailupisteen aloittaakseen jännitteiden ja virtojen kuvaamisen, ja kyseiseen vertailupisteeseen viitataan yleensä maana.

On täysin mahdollista tuottaa sähköjärjestelmä, jonka jännite on jatkuvasti negatiivinen suhteessa maahan (ja maahan). Vaikka sitä ei käytetty paljon enää, 70- ja 80-luvuilla nopein logiikkaperhe oli ECL, joka käytti perusjännitteenä -5,2 volttia. Cray-tietokoneet olivat jonkin aikaa nopeimpia supertietokoneita, ja ne käyttivät melkein yksinomaan ECL: ää ja vetivät paljon virtaa - tuotettu - 5,2 voltin virtalähteillä.

Milloin maan ja maan yhdistäminen on välttämätöntä? No, pohjimmiltaan aina, kun puhut järjestelmistä, jotka on kytketty verkkovirtaan. Jos et kiinnitä huomiota siihen, saatat tappaa itsesi, jos annat vahingossa tahattoman virran virrata. Voimajohtoihin on viitattava maapallolla salamansuojauksen kaltaisten ominaisuuksien tarjoamiseksi, joten tällaiset näkökohdat on otettava huomioon.

Jännite ja virta

Sähkössä on positiivisia varauksia (yleensä protoneja) ja negatiivisia varauksia (yleensä elektroneja.

Kun yksi esine on varautunut positiivisesti , ja toinen on negatiivisesti varattu, silloin on olemassa sähköstaattinen kenttä. Tämä on jännite tai latausmahdollisuus, jota sähköstaattinen kenttä voi siirtää.

Jos jonkinlainen johdin asetetaan väliin Tämä on joko elektroneja protoneja kohti (kuten paristoon liitetyssä johdossa) tai protoneja kohti elektroneja (kuten loistelamppujen sisällä), tai molemmat virtaavat molempiin suuntiin (kuten joissakin paristoissa).

Maa / maa / 0 V / yleinen

Maa ja maa tulevat pääasiassa vaihtovirrasta. Nykyään niitä käytetään keskenään. Vaihtovirranjakelussa kirjaimellisesti yhdistät piirin toinen puoli maahan / maahan / terraan.

0V tuli käyttöön, koska se on yksinkertainen. Jos sinulla on 6 V: n akku, mitä nimität jokaiselle liittimelle, jos w ant nimet sisältävät myös jännitteen? + 6V ja 0V näyttää olevan yksinkertaisin tapa. + (6V) ja - (6V) voidaan käyttää myös 6V: n potentiaalieron positiivisina ja negatiivisina puolina - mutta se olisi hämmentävää ja ihmiset voisivat ajatella, että niiden välinen potentiaali on 12V tai että potentiaali yhdestä maahan on 6V ja muut -6V jne.

Yhteinen on taas erilainen ja tuli merkitykseksi viestinnän kanssa. Jos lähetät signaalia yhden johdon kautta, jokaisen, joka lukee signaalin, on mitattava johtimen ja sovitun "yhteisen" pistejännitteen välinen jännite.

En ole EE. Ymmärrän: Jännite on potentiaalin esijännitys kahden päätelaitteen välillä, joka tuottaa elektronivirtauksen johtimen, puolijohteen tai kuorman läpi. Elektronit virtaavat negatiivisimmista liittimistä positiivisimpiin. Termi GND, COM on suhteellinen termi, joka ei ole aina sama kuin 0Vdc.

Sanotaan, että piirissä on liittimiä: A) + 5Vdc B) 0Vdc C) + 10Vdc D) + 24Vdc
Joten maa kaikille päätelaitteille on ehdottomasti A) 0Vdc, elektroni virtaa B: stä A: han (5v) ja B: stä C: hen (10v) ja B + 5 V DC: tä voidaan kuitenkin pitää yhteisenä päätelaitteena sekä C: lle että D: lle: Koska elektroni voi virrata A: sta C: hen (5 V) ja A: sta D: hen (19 V)

Joillakin piirillä on nämä liittimet (esim. ATX-virtalähde) A) -5vdc B) -12vdc C) 5vdc D) 12vdc. edit: E) 0vdcKaikki matalamman jännitteen liittimistä voidaan kutsua maadoitukseksi kaikille korkeamman jännitteen liittimille.

Eristän aina DC Psu 0v -referenssini vaihtovirta-maadoituksestani, jotta vältän vaihtovirran melusta DC-piirissä.Sitten suojaan sekä + että -dc käyttämällä siltoja takaisin vaihtovirran vaihtovirtaan, joka vahingossa palautuu tasavirtaan, jota maa / maa ei suojaa.Se on vikaturvallinen menetelmä, joka suojaa PNP: tä, NPN: tä, ihmisiä ja laitteita.Ei savua tai räjähtämistä, vain suojalaite, joka jatkaa laukaisua, ellei vikaa ole korjattu.Seuraan sitten koko järjestelmää jännitteettömän aux / no / nc: n avulla selvittääkseen, onko se logiikassa vai johdotuksessa, ja selvitän, tapahtuuko se loogisessa vai fyysisessä tapahtumassa.Sitten syytän ohjelmoijiani tai insinöörejäni.Yhdeksän kertaa kymmenestä minun on mentävä korjaamaan itse.