Ηλεκτρισμός (Φυσική)

[gpapava]

Καλησπέρα παίδες.

Έφαγα ένα μικροκόλλημα και έχω την παρακάτω newbie ερώτηση...

 

Το ρεύμα σε ένα κύκλωμα πάει απο χαμηλό δυναμικό σε υψηλό ή το αντίθετο;;

Δηλαδή αν στο ένα άκρο ενος κυκλώματος έχουμε 5V δυναμικό και στην άλλα 10V, ρεύμα τι φορά έχει;;

Ρωτάω γιατί ψάχνομαι με κάτι διόδους..

Ευχαριστώ!!

[evabb]

απο το 10 προς το 5.

[gpapava]

Είσαι σίγουρος φίλε evabb;;

Γιατί ένας φίλος μου μόλις μου είπε το αντίθετο..

 

Ρωτάω για να βρώ λύση στο εξής απλό θέμα.

 

Uploaded with ImageShack.us

 

Αν το ρεύμα πάει από το ψηλό στο χαμηλό δυναμικό τότε η λύση είναι:

 

α=0 , β=0 , γ=1μΑ , δ=0,2μΑ

[CtrlFreak]

Μα καλά άφησες το hlektronika.gr που είναι γεμάτο ηλεκτρονικούς για να ρωτήσεις στο insomnia?? :lol:

[Anubis13]

Δεν νομιζω πως εισαι σωστος φιλε..

[flik]

To ρεύμα πηγαίνει απο τα υψηλά στα χαμηλά (όχι σε απόλυτη τιμή, κανονικά αλγεβρικά τα λογαριάζεις). Επομένως σε μια αντίσταση απο -10 πηγαίνει προς τα -12 πχ. Ίσως ο φίλος σου σου είχε πει για συμβατική και πραγματική φορά ρεύματος. Στους υπολογισμούς όμως έχουμε κάνει σύμβαση (εξού και συμβατική φορά) και λέμε οτι το ρεύμα έχει φορά απο θετικά προς αρνητικά.

Έχεις λάθος. Πρώτον η δίοδος (πυριτίου) για να άγει θέλει +0.7V περισσότερα στην άνοδο απο ότι στη κάθοδο (μύτη). Αλλιώς δεν άγει.

Επομένως:

στο (a), η κάθοδος της διόδου θα έχει δυναμικό 0-0.7V=-0.7V, άρα και το μη γειωμένο άκρο της αντίστασης θα έχει -0.7+12=11.3V. Ι=11.3/R=1.13mA.

(: Ι=0, δίοδος δεν άγει.

©: άνοδος διόδου=5.7V, I=(15-5.7)/R

(d):H κάθοδος της διόδου έχει -8-0.7=-8.7V. Επομένως, αφου το άλλο άκρο της αντίστασης έχει -10, είναι σε χαμηλότερο δυναμικό, άρα η δίοδος μπορεί να άγει, και διαρρέται απο ρεύμα ίσο με την αντίσταση (είναι σε σειρά συνδεση), δηλαδή I=(-8.7-10)/R=1.3/R

[censOred]

Λοιπόντο ρευμα παει πάντα από υψυλα δυναμικά σε χαμηλά.

Στο α και εγω νομίζω ότι η διοδος στην θεση που ειναι δεν αγει ποτε.

Στο β εχεις δικιο,η διοδος δεν αγει ποτέ.

Στο γ πάλι εισαι σωστός (15-10)/10κ=1 mA

Στο δ πάλι σωστός,(10-8)/10κ

Με κάθε επιυλαξη,ποτε δεν τις πηγα τις διοδους.

 

Edit: Flik μιλαμε για ιδανικές όχι πραγματικές πυριτιου.

[flik]

Είμαι σίγουρος για τα αποτελέσματα. Μόνη διαφορά αν θεωρήσεις πως η δίοδος πυριτίου δεν κρατάει 0.7V στα άκρα της, αλλά 0.55V ή 0.6V.

Ίσως σε άλλη βιβλιογραφία το έχει έτσι, πάντως συνήθως θεωρείς οτι κρατάει 0.7V, αν και πιο συχνά πειραματικά κρατάει λίγο λιγότερα.

 

Edit: Αν θες, ένα πολύ εύκολο πρόγραμμα προσομοίωσης, για τα βασικά που θες (και κάποια πιο προχωρημένα) είναι το livewire. Δεν είναι free δυστυχώς, αλλά είναι πολύ πολύ εύκολο. Στήνεις το κύκλωμα σχηματικά, πατάς run, και αφήνεις τον δείκτη του ποντικιού σε ένα σημείο του κυκλώματος και σου λέει δυναμικό, ένταση ρεύματος και φορά.

[Anubis13]

Στην δίοδο(συνήθως όταν τις θεωρουμε ιδανικές) δεν παίρνουμε πτώση τάσης V=0,7V(τουλάχιστον στην θεωρία)..

 

Και μιας και ρωτησε ο φίλος ας κάνω και εγώ μία ερώτηση

http://img689.imageshack.us/img689/3967/diodes.png

Η λογική η δική μου λέει οτι για

Vout < 25 αγει η D1

25 <= Vout < 100 καμμια

Vout > 100 αγει η D2

 

Συμφωνείτε?

[flik]

Όταν γράφει ιδανική δίοδος σκέτο, τότε δεν παίρνεις πτώση τάσης. Όταν όμως λέει "ιδανική δίοδος πυριτίου" ή "ιδανική δίοδος γερμανίου" τότε παίρνεις 0.7V και 0.2V αντίστοιχα. Αλλιώς δεν θα έγραφε δίοδος Si. Θα το άφηνε σκέτο.

[PaNtErAz]

Φίλε μου αυτό είναι το δεύτερο θέμα από τις εξετάσεις Βασικής Ηλεκτρονικής του Φυσικού Θεσσαλονίκης;

 

Μπορείς να μπείς στην ιστοσελίδα των φοιτητών του Φυσικού Θεσσαλονίκης και να πάρεις όποια απάντηση θες.

 

http://www.aboutphysics.gr

 

 

Συγκεκριμένα για την Βασική Ηλεκτρονική θα ρωτήσεις εδω:

 

http://www.aboutphysics.gr/viewforum.php?f=53

 

Επίσης να ξέρεις πως έχουν ανακοινωθεί οι βαθμοί..

[flik]

Απάντηση πρόχειρη:

Στην ερώτησή σου, σου λέει σε σχέση με την τάση εισόδου πόση θα είναι αυτή της εξόδου στην ουσία.

Έτσι λοιπόν, εξετάζεις για διάφορες τιμές πόση θα είναι η τάση εξόδου.

Αυτό που βρήκα, χωρίς να το διερευνήσω πάρα πολύ, είναι πως για τάση εισόδου κάτω των 50V, η δίοδος D1 δεν έχει ρεύμα πόλωσης, δεν άγει, άρα είναι ανοιχτό κύκλωμα. Έτσι το ίδιο ρεύμα διαρρέει τις αντιστάσεις των 100k και 200k.

Στην ουσία χρειάζεσαι μόνο τον νόμο του Ohm, και τη προυπόθεση πως Va=Vb-0.7V (τα Α, Β είναι αριστερά και δεξιά της D2 αντίστοιχα). Αυτά για ιδανική δίοδο πυριτίου. Αν μιλάς για ιδανική δίοδο, τότε είναι Va=Vb. Αν κάνεις λοιπόν τις πράξεις βρίσκεις πρόχειρα πρόχεια πως Ι=250 mA. Αυτό για όλες τις τιμές της εισόδου αν Vi<=50V. Με την τιμή αυτή του ρεύματος σταθερή για κάθε Vi<=50, έχεις Vout=50V (Vout=100V-(200kΩ*250μΑ). Άρα τάση εξόδου σταθερή.

Αν Vi>50V, θα άγουν και οι δύο δίοδοι, άρα Vo=Vi για κάθε Vi>50V.

Άρα σχεδιάζεις το ημίτονο εισόδου, και όπου αυτό είναι κάτω απο +50V, σχεδιάζεις την σταθερή τάση εξόδου ίση με 50V. Όπου αυτή ανεβαίνει πιο πάνω απο τα 50V, η τάση εξόδου ακολουθεί αυτό το ημιτονικό σήμα.

Άρα θα έχεις μια γραμμή στα 50V με μερικά "βουναλάκια" με ύψος όσο το πλάτος τάσης εισόδου (ως τα 75V εν προκειμένω, αφού Vi=150Vp-p, peak-to-peak).

 

Τα νούμερα είναι περίπου τόσα, δεν θυμάμαι αν έβαλα τάση διόδου 0.5V για ευκολία πράξεων, αλλά το ζουμί έχει σημασία. Θα το βάλω το βράδυ στο multisim να δω αν έχω λάθος.

 

Edit: Anubis13 είσαι όντως απο φυσικό ΑΠΘ; Και εγώ εκεί είμαι, ευτυχώς το έχω περάσει ήδη το μάθημα. Ελπίζω και εσύ. Όχι και τόσο εύκολο θέμα πάντως, εγώ όταν έδινα είχε αρκετά πιο εύκολο 2ο θέμα.

[Anubis13]

@flik: Δεν είμαι φυσικό ΑΠΘ είμαι ΗΜΜΥ Εμπ

Πώς βρίσκεις ότι η D1 αγει για Vin > 50V?

[flik]

@flik: Δεν είμαι φυσικό ΑΠΘ είμαι ΗΜΜΥ Εμπ

Πώς βρίσκεις ότι η D1 αγει για Vin > 50V?

 

Οκ. Στην αρχή δυσκολεύτηκα γιατί δεν τα είχα πολύ φρέσκα, βασικά τέτοια προβλήματα έχουν μια συγκεκριμένη μεθοδολογία που δεν την θυμόμουν ακριβώς.

Καταρχάς, πρόσεξα οτι λέει ιδανική δίοδος. Άρα Vd=0V. Πάει αυτό, διευκολύνει τη κατάσταση αρκετά.

 

Έχουμε: Πάντα ξεκινάμε με αρνητικές τιμές τάσης εισόδου. Για Vi<0 λοιπόν, η D1 δεν άγει σίγουρα. Οκ ως εδώ;

Όσο δεν άγει η D1, απο το βρόγχο που μένει, με την δίοδο D1, τις δυο πηγές τάσης, και τις 2 αντιστάσεις, έχεις, αφού διαρρέονται απο το ίδιο ρεύμα:

I*R1+25V-100V+R2*I=0, κάνοντας πράξεις: Ι=75/300 mA.

Άρα Vout=100-I*R2, κάνοντας πράξεις: Vout=100-50=50V.

(τα πρόσημα στα ρεύματα πρόσεξε, είναι ρεύματα με αντίθετη φορά).

Άρα και Va=50V. Όπου Α σημείο αυτό πάνω απο την αντίσταση R1=100k.

 

Για να άγει λοιπόν η D1, πρέπει η τάση εισόδου να γίνει όχι μόνο θετική, αλλά και πάνω απο 50V. Όταν γίνει αυτό, θα είναι Va=Vi αφού Vd1=0V, άρα και Vout=Va=Vi αφού και η άλλη δίοδος είναι ιδανική.

Αυτό θα είναι όσο άγουν και οι δύο δίοδοι. Κανονικά θα πρέπει να εξετάσεις αν η D2 φτάνει σε αποκοπή, όταν δεν θα είχες δηλαδή ρεύμα απο την R2, και τότε θα ήταν Vout=100V σταθερά, όση η πηγή τάσης δηλαδή αφού I στην R2 θα ήταν ίσο με 0A.

Όμως η δίοδος D2 θα άγει πάντα, λόγω των πηγών τάσεων.

 

Αν έχεις απορία πες μου.