حسابات مهمة في الإلكترونيات: 7 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

يهدف هذا Instructable إلى سرد بعض الحسابات المهمة في مهندسي / صانعي الإلكترونيات التي يجب أن يكونوا على دراية بها. بصراحة ، هناك الكثير من الصيغ التي يمكن أن تندرج تحت هذه الفئة. لذلك قمت بتحديد هذا Instructable على الصيغ الأساسية فقط.

بالنسبة لمعظم الصيغ المدرجة ، أضفت أيضًا رابطًا إلى الآلات الحاسبة عبر الإنترنت التي يمكن أن تساعدك في إجراء هذه الحسابات بسهولة عندما تصبح مرهقة وتستغرق وقتًا طويلاً.

الخطوة 1: حاسبة عمر البطارية

عند تشغيل المشاريع باستخدام البطاريات ، من الضروري أن نعرف المدة المتوقعة التي يمكن للبطارية أن تشغل بها دائرتك / جهازك. هذا مهم لإطالة عمر البطارية ومنع الفشل غير المتوقع لمشروعك. هناك نوعان من المعادلات الهامة المرتبطة بهذا.

أقصى مدة يمكن للبطارية أن تشغلها

عمر البطارية = سعة البطارية (مللي أمبير أو آه) / تيار الحمل (مللي أمبير أو أمبير)

المعدل الذي يسحب عنده الحمل التيار من البطارية

معدل التفريغ C = تيار الحمل (مللي أمبير أو أمبير) / سعة البطارية (مللي أمبير أو آه)

معدل التفريغ هو معلمة مهمة تحدد مقدار التيار الذي يمكن أن تستمده الدائرة بأمان من البطارية. عادة ما يتم تمييز هذا في البطارية أو سيتم تقديمه في ورقة البيانات الخاصة به.

مثال:

سعة البطارية = 2000 مللي أمبير ، تيار الحمل = 500 مللي أمبير

عمر البطارية = 2000 مللي أمبير / 500 مللي أمبير = 4 ساعات

معدل التفريغ C = 500mA / 2000mAh = 0.25 درجة مئوية

هنا حاسبة عمر البطارية عبر الإنترنت.

الخطوة 2: تبديد طاقة المنظم الخطي

تُستخدم المنظمات الخطية عندما نحتاج إلى جهد كهربائي ثابت لتشغيل دائرة أو جهاز. بعض منظمات الجهد الخطي الشائعة هي سلسلة 78xx (7805 ، 7809 ، 7812 وما إلى ذلك). يعمل هذا المنظم الخطي عن طريق إسقاط جهد الدخل ويعطي جهد خرج ثابتًا في الخرج. غالبًا ما يتم التغاضي عن تبديد الطاقة في هذه المنظمات الخطية. إن معرفة الطاقة المشتتة أمر مهم للغاية حتى يتمكن المصممون من استخدام المبددات الحرارية للتعويض عن تبديد الطاقة العالية. يمكن حساب ذلك باستخدام الصيغة أدناه

يتم إعطاء تبديد الطاقة من خلال الصيغة

PD = (VIN - VOUT) × IOUT

لحساب تيار الإخراج

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

مثال:

جهد الإدخال - 9 فولت ، جهد الخرج - 5 فولت ، خرج التيار -1A النتيجة

PD = (VIN - VOUT) × IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4 واط

آلة حاسبة على الإنترنت لتبديد طاقة المنظم الخطي.

الخطوة 3: حاسبة مقسم الجهد

تستخدم فواصل الجهد لتقسيم الفولتية الواردة إلى مستويات الجهد المطلوبة. هذا مفيد للغاية لإنتاج الفولتية المرجعية في الدوائر. يتم إنشاء مقسم الجهد بشكل عام باستخدام مقاومين على الأقل. تعرف على المزيد حول كيفية عمل مقسمات الجهد. الصيغة المستخدمة مع فواصل الجهد هي

لتحديد جهد الخرج Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

لتحديد R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

لتحديد R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

لتحديد جهد الدخل Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

مثال:

فين = 12 فولت ، R1 = 200 كيلو ، R2 = 2 كيلو

صوت = (R2 × فين) / (R1 + R2)

صوت = (2 كيلو × 12) / (200 كيلو + 2 كيلو)

=0.118

= 0.12 فولت

الخطوة 4: RC توقيت حاسبة

تُستخدم دوائر RC لتوليد تأخيرات زمنية في العديد من الدوائر. هذا بسبب تأثير المقاومة على تيار الشحن الذي يتدفق إلى المكثف. كلما زادت المقاومة والسعة ، زاد الوقت الذي يستغرقه شحن المكثف وسيظهر ذلك على أنه تأخير. يمكن حساب ذلك باستخدام الصيغة.

لتحديد الوقت بالثواني

T = RC

لتحديد R.

R = T / C

لتحديد ج

C = T / R

مثال:

R = 100 ك ، ج = 1 فائق التوهج

T = 100 × 1 × 10 ^ -6

T = 0.1 مللي ثانية

جرب آلة حاسبة وقت RC الثابتة عبر الإنترنت.

الخطوة 5: مقاوم LED

تعتبر الدوائر الإلكترونية شائعة جدًا في مصابيح LED. كما سيتم استخدام مصابيح LED غالبًا مع المقاوم المتسلسل المحدد الحالي لمنع تلف التدفق الحالي الزائد. هذه هي الصيغة المستخدمة لحساب قيمة المقاوم التسلسلي المستخدمة مع LED

R = (Vs - Vf) / إذا

مثال

إذا كنت تستخدم LED مع Vf = 2.5V ، إذا = 30mA و جهد الإدخال Vs = 5V. ثم سيكون المقاوم

R = (5 - 2.5 فولت) / 30 مللي أمبير

= 2.5 فولت / 30 مللي أمبير

= 83 أوم

الخطوة 6: هزاز متعدد مستقر وأحادي باستخدام IC 555

555 IC عبارة عن شريحة متعددة الاستخدامات لها مجموعة واسعة من التطبيقات. مباشرة من توليد الموجات المربعة ، التعديل ، التأخير الزمني ، تفعيل الجهاز ، 555 يمكنه فعل كل شيء. Astable و Monostable هما وضعان شائعان الاستخدام عندما يتعلق الأمر بـ 555.

هزاز متعدد مستقر - ينتج نبضة موجة مربعة كناتج بتردد ثابت. يتم تحديد هذا التردد بواسطة المقاومات والمكثفات المستخدمة معها.

بقيم RA و RC و C. يمكن حساب التردد ودورة العمل باستخدام الصيغة أدناه

التردد = 1.44 / ((RA + 2RB) C)

دورة العمل = (RA + RB) / (RA + 2RB)

باستخدام قيم RA و RC و F ، يمكن حساب السعة باستخدام الصيغة أدناه

المكثف = 1.44 / ((RA + 2RB) F)

مثال:

المقاومة RA = 10 kohm ، Resistance RB = 15 kohm ، Capacitance C = 100 microfarads

التردد = 1.44 / ((RA + 2RB) * ج)

= 1.44 / ((10 كيلو + 2 * 15 كيلو) * 100 * 10 ^ -6)

= 1.44 / ((40 كيلو) * 10 ^ -4)

= 0.36 هرتز

دورة العمل = (RA + RB) / (RA + 2RB)

= (10 ك + 15 ك) / (10 ك + 2 * 15 ك)

= (25 كيلو) / (40 كيلو)

=62.5 %

هزاز متعدد أحادي

في هذا الوضع ، سينتج IC 555 إشارة عالية لفترة معينة من الوقت عندما ينخفض دخل المشغل. يتم استخدامه لتوليد تأخير الوقت.

باستخدام R و C ، يمكننا حساب تأخير الوقت باستخدام الصيغة أدناه

T = 1.1 × ص × ج

لتحديد R.

R = T / (C × 1.1)

لتحديد ج

C = T / (1.1 × ص)

مثال:

R = 100 كيلو ، C = 10 فائق التوهج

T = 1.1 × ص × ج

= 1.1 × 100 كيلو × 10 فائق التوهج

= 0.11 ثانية

هنا آلة حاسبة على الإنترنت للهزاز المتعدد Astable و Monostable multivibrator

الخطوة 7: المقاومة والجهد والتيار والطاقة (RVCP)

سنبدأ من الأساسيات. إذا تعرفت على الإلكترونيات ، فربما تكون قد عرفت حقيقة أن المقاومة والجهد والتيار والطاقة كلها مترابطة. سيؤدي تغيير أي مما سبق إلى تغيير القيم الأخرى. صيغة هذا الحساب

لتحديد الجهد V = IR

لتحديد الحالي I = V / R

لتحديد المقاومة R = V / I

لحساب القدرة P = VI

مثال:

دعونا ننظر في القيم أدناه

R = 50 فولت ، أنا = 32 مللي أمبير

الخامس = أنا س ص

= 50 × 32 × 10 ^ -3

= 1.6 فولت

ثم ستكون القوة

P = V x أنا

= 1.6 × 32 × 10 ^ -3

= 0.0512 واط

إليك آلة حاسبة لقانون أوم عبر الإنترنت لحساب المقاومة والجهد والتيار والقوة.

سوف أقوم بتحديث هذا Instructable بمزيد من الصيغ.

اترك تعليقاتك واقتراحاتك أدناه وساعدني في إضافة المزيد من الصيغ إلى هذا Instructable.