Lidt om elektronik og hvorfor det virker.

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Hvis ikke i har kommentarer eller spørgsmål til det vi har været igennem nu, så kommer jeg tilbage om et par dage, så vi kan gennemgå spolen og forhåbentligt ende med at konkluderer at den på mange måder opfører sig modsat af kondensatoren.

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Hvad er en SPOLE ?

Spoler findes som små, større og størst

En spole er normalt, som på dette foto, en ledning som er viklet op.
Den kan som ovenfor være viklet op som luftspole, eller på en jernkerne som disse:

En spole har den egenskab at den skaber et magnetfelt i og omkring sig når der går strøm igennem den.

Modstanden (R) igennem en spole er teoretisk 0 ohm, men i praksis udgør ledningen, eller tråden, som spolen er lavet af selvfølgelig en lille modstand.

Lad os starte med et lille kig på dette eksempel:

Vi måler strømmen igennem spolen, og spændingen over spolen.

Lige i det øjeblik hvor vi tilslutter spænding til spolen (switch on) kommer der fuld spænding over spolen, spolen forsøger at forhindre at strømmen går igennem den.
dvs. modstanden er stor – faktisk kæmpe stor over for strøm ændringer.
Efter lidt tid er elektronerne dog nået igennem spolen og strømstyrken vokser til maksimum.

Den maksimale strøm bestemmes i vores kredsløb ene og alene af modstanden R.
Nu vil der løbe en konstant strøm igennem spolen, og den strøm opretholder et konstant magnetfelt i,og omkring spolen. NOTE: Et magnetfelt er ren energi.

Hvis så vi slukker for switchen igen, dvs. fjerner spændinger over spolen så har vi lige pludselig en spole stående med masser af energi opmagasineret i sit magnetfelt, og det man vil opleve er at denne energi vil resulterer i at spændingen over spolen bliver (minus) mange-mange volt (måske flere 100volt), magnetfeltet vil skifte retning, og spolen vil “aflade” relativt hurtigt.
I denne aflade perioden vil spændingen i praksis skifte mellem plus og minus, nogle gange indtil alt energien er opbrugt i spolen.
Årsagen til denne opførelse er at spolen ikke er ideal, der er lidt ohms modstand i den og der er også en kondensator virkning i en spole.
For nu, skal vi blot opfatte en spole som en komponent der “spærre” for strømændringer og den gemmer energi i form at magnetisme.

henrik.schneider2016-09-08 08:21:04

[henrik.schneiderDeltager Nova]

ahh, og så glemte jeg noget af det aller vigtigste om spoler.

En spoles evne til generere et magnetfelt, dens selvinduktion, måles i enheden “Henry”, normalt fås spoler med selvinduktion i størrelser nH (nano Henry) og op til H (Henry).

Fordobler man antal viklinger på en spole fordobles spolens værdi.

Indsættes der en jernkerne i en luft-spole mangedobles spolens værdi.

henrik.schneider2016-09-09 11:00:18

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Nååååå, skal vi så snart se at få gjort spoler, og dermed de passive komponenter, færdige?

Jeg mangler at beskrive hvordan spoler opfører sig når de udsættes for vekselspænding,
OG så skal vi også kigge lidt på koblede spoler, og hvordan de opfører sig.

NOTE: Helt tæt koblede spoler kalder man ofte for en transformator

Det vil jeg prøve at få til i aften, eller i morgen.

Derefter bevæger jeg mig lidt væk fra DC og jeg tager fat på emnet LCR (Spoler, Kondensator, og modstande), her vil jeg beskrive hvad der sker når man kombinerer disse 3 komponenter i et kredsløb.

MEN før jeg når dertil skal i da lige havde mulighed for at stille nogle af alle jeres spørgsmål (jeg lytter), og i kan også tage jer et kig på disse 2 videoer:

[TUBE]ukBFPrXiKWA[/TUBE]

[TUBE]agujzHdvtjc[/TUBE]

henrik.schneider2016-09-20 07:34:41

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Kommer du også ind på magnetisk mætning, hysterese tab og kapacitet mellem viklinger – det vil sige den ikke-ideelle spole?

[henrik.schneiderDeltager Nova]

FrankLarsen wrote: Kommer du også ind på magnetisk mætning, hysterese tab og kapacitet mellem viklinger – det vil sige den ikke-ideelle spole?

Ja det var tanken, at når vi er igennem det grundlæggende inkl. lidt betragtninger om kredsløbene i “AC-mode” så bliver vi nød til at snakke om alle de indbyggede fejl /begrænsninger komponenterne har.
Der iblandt modstand og mætning kapacitet (hysterese havde jeg tænk kunne vente til der evt. kom spørgsmål eller lidt langt henne i forløbet)
Og for modstande og kondensatorer, skal der også snakkes om fejl som modstand og spolevirkning for slet ikke at nævnte ind og udstråling fra disse (gælder også spoler – selvsagt)

[henrik.schneiderDeltager Nova]

For kondensatorens vedkommende påstod jeg at strømmen kom 90grader før spændingen i vores ligge kredsløb.

Og det holder jeg fast ved.
Det er dog ikke helt korrekt – faseskiftet ændre sig med frekvensen, men til vores snak på nuværende tidspunk er det godt nok at vide strømmen kommer ca. 90grader før spændingen når vi er lidt oppe i frekvens, set i forhold til de komponenter vi har brugt ( R og C) (det var så alt ansvarsfraskrivelsen)

Kigger vi på spolen sker det sammen – bare omvendt.
Strømmen er ca. 90grader forskudt i dette lille kredsløb.

[henrik.schneiderDeltager Nova]

KOBLEDE SPOLER

Når der løber en strøm igennem en spole dannes der et magnetfelt i OG omkring spolen.

Dette er et faktum både hvis spolen udsættes for en jævnstrøm og for en vekselstrøm.
Ved en vekselstrøm, vil magnetfeltet skifte retning lige som strømmen skifter retning i spolen. (punktum)
——————————————————————————–

Hvis en spoles (A) placeres i et skiftende magnetfelt ????

– så vil der opbygges en spænding over spolen, som meget nøje følger styrken og retningen af magnetfeltet. (NOTE: Spolen B i dette eksempel udsættes for en AC strøm)

På denne måde er vi faktisk istand til overfører et signal trådløst mellem 2 spoler.

Jo tættere spolerne er på hinanden jo mere effektivt overføres der energi mellem dem.
Her taler vi om hvor tæt spolerne er koblet. (Tæt kobling= effektiv overførelse, Svag kobling= overførelse men ganske in-effektivt)
In-effektivt må endelig ikke sidestilles med noget dårligt, det kan så absolut være nyttigt.

Hvis nu begge spoler vikles op på samme jernkerne, eller en transformer kerne, så er spolerne helt tæt koblet, og der kan overføres enegi (næsten) tabsfrit. Det er de vi udnytter i en transformator.

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Lad os kalde den blå spole(vikling) for vores primære vikling i dette eksempel.
Den Grønne for sekundær-1
Den Røde for sekundær-2

Blå – Pri.
Grøn – Sek.1
Rød – Sek.2

HVIS nu vi antager at
Pri. har 1000 viklinger på spolen
Sek.1 har 55 viklinger
Sek.2 har 23 viklinger

Så har vi faktisk en rigtig fin transformer med 1 indgang og 2 udgange.
Forholdet er nemlig det forholdet betyder ALT i en transformer, her snakker vi om forholdet mellem Pri. og Sek. og vi taler lige nu om forholdet mellem antal af viklinger på disse.

Forholdet mellem Pri. og Sek.1 er (1000/55=18,2) dette betyder at hvis jeg sætter 220volt 50Hz AC på Pri. så for jeg 220/18,2=12,1voltAC ud

Hvis jeg så måler på Sek.2 vil jeg måle (forhold => 1000/23=43,5) 220/43,5=5,06voltAC

Det er jo en fantastisk start på en strømforsyning med en 12 volt udgang og en 5volts udgang.

henrik.schneider2016-09-22 14:07:35

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Træerne har det desværre ikke med at gro ind i himmelen, så vi er ikke bare i mål med vores strømforsyning fordi vi har en transformator på et stykke papir.

Krav til en transformator (til en strømforsyning) er mange:
– Indgangs spænding
– Udgangs spænding
– Udgangs strøm
– Frekvens
– Beskyttelses grad mellem ind og udgang
Og der er mange flere men her var de absolut vigtigste, eller skulle jeg sige mest normale at tage hensyn til.

I vores eksempel var jeg:
– Lagt spændingerne fast (220VAV ind, 12VAC og 5VAC ud)
NOTE: en spole og dermed også en transformator kan kun overfører energi som vekslende magnetfelt altså AC.
– I Danmark ligger frekvensen fra vores 220volt net rimelig fast på 50Hz.
– Strømmen vælger jeg så nu til at være 5A på 12volt (Sek.1) og 10A på 5volt (Sek.2)
– Beskyttelses graden, bekymre jeg mig ikke om da jeg ved at den transformator kerne jeg har købt er bygget til 220volt så jeg er happy, MEN hvis nu jeg skulle lave en transformator til 20000volt burde jeg nok kigge lidt på dette punkt også.

SÅ hvad gør jeg nu?
ved kender spændinger, jeg kender strømme og jeg kender forholdene mellem Pri. og Sek.1 samt Sek.2. Dette forhold kalder vi forøvrigt for N (omsætnings forhold)

Vores gode gamle effekt formel sige at P=UxI, hvilket betyder jeg fra min 12volt udgang vil kunne trække (12Vx5A) = 60Watt, og fra min 5V udgang vil kunne trække (5Vx10A) = 50Watt.
Min transformer skal altså kunne leverer 60W+50W samtidig.
Eftersom jeg fortalte at min transformator er super effektiv og næsten tabsfri så er jeg nød til at leverer 110W ind i transformatoren. (transformatorer er ikke tabsfrie, så der skal mere til – men lad os holde os lidt i den ideale verden lidt endnu, hvis de var tabsfrie, ville de ikke blive varme 😉 )

110W ind i transformatoren svarer til, 110W/220V=0,5A.
Så på 220V siden bruger vi 0,5A for at kunne leverer 12V-5A, samtidig med vi leverer 5V-10A

HVIS vi i den virkelige verden skulle bygge denne transformator så skulle vi tage højde for kobbertråds tykkelse på både Pri. og Sek. siderne, tykkelsen skal nemlig passe til strømmen.
Vi skulle også sikre os at den transformer kerne vi benytter faktisk kan overfører vores ønskede 110W.
Et stykke jern såvel som en transformer kerne har en grænse for hvor meget effekt (magnetisk) den kan overfører.
På dette link er der faktisk en transformer til selvbyg (lad nu være det er ikke bøvlet værd)
http://elektronik-lavpris.dk/p137025/ei84-295-100va-transformator-samlesaet-ei-kerne-100-va/
Og denne kerne kan “bære” 100VA (Volt x Ampere)
(VA er ikke helt det samme som Watt når vi taler om AC, og det er fordi at spænding og strøm ikke altid følges)

henrik.schneider2016-09-22 14:42:44

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Pyha det var en lang snak of spoler og transformatorer – er alle med og 100% forstået hvad jeg ævler om?

———————————————————————————————————
Vi er nu kommet igennem det grundlæggende fro byggeklodserne:
– Modstand
– Kondensator
– Spole Og koblede spoler
Og så regner jeg med i har 102% styr på Ohms lov samt power formelen.

———————————————————————————————————-
For at få lidt “spænding” ind i snakken tænker jeg på at kommen ind på transistorer og deres generelle virkemåde. Det må blive det næste.
henrik.schneider2016-09-22 14:50:15

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Jeg regner med at skrive lidt om transistorer når vi når til weekenden (måske først sidst på weekenden).
Men inden jeg gør det, vil jeg lige høre om der er noget spørgsmål til noget af alt det foregående?
Tillad at vi springer lidt i emnerne og lad mig gerne høre hvad i har af spørgsmål og tanker.

henrik.schneider2016-10-13 08:02:43

[henrik.schneiderDeltager Nova]

HVAD ER EN TRANSISTOR

Jeg føler jeg er i mine gode ret
til at tro at i som følger denne tråd har styr på OHM’s lov, har styr på
power formelen, og at i har kontrol på hvordan kondensatorer og spoler
opfører sig ved DC og når de udsættes for veksel spænding.

Dette er absolut nødvendig viden hvis i skal havde noden chance for at følge med fra nu.
SÅ skulle der være tvivl, så kontakt mig endelig, jeg hjælper gerne på vej.
——————————————————

Der
findes mange forskellig typer transistorer, men fælles for dem alle er
at det er en komponent der normalt har 3 ben, og ved at tilføre en ligge
strøm til den ene forbindelse kan man tvinge en meget større strøm
igennem de andre.

Jeg har, som grundregel, tænkt mig udelukkende at omtale en simpel NPN transistor og dens funktion, men jeg regner ikke med at gå ind i nogen atomar beskrivelse af hvorfor og hvordan den virker indvendig.

Jeg har valgt at lave min beskrivelse ud fra en af mine ynglings transistorer en model som hedder BC107B – datablad for denne kan i finde her: https://elektronik-lavpris.dk/files/sup114/1661949.pdf

Symbolet for en NPN transistor ser normalt sådan ud:

BC107B
En BC107B kan arbejde med spændinger på maksimalt 45volt og maksimalt 200mA igennem sig. Bemærk venligst at her betyder maksimalt faktisk maksimalt, transistoren holder simpelthen op med at virker hvis disse grænser overskrides.

Og nu henter jeg mig en kop kaffe før jeg skriver vider.

[henrik.schneiderDeltager Nova]

Tag et grundigt kig på dette kredsløb

(B – kaldes for basis, E – kaldes Emitter, og C kaldes for Collector.)

Hvad har vi her?
– Vi har en 12volt forsyning (+12v)
– 1 stk transistor af typen BC107B (det har jeg glemt at skrive på tegningen – sorry)
– Modstanden – R1 (størrelsen er indtil nu ukendt – den skal vi regne på om lidt)

Og så yderligere en ny komponent som jeg bare har kaldt “R” men denne kan justeres:

Denne variable modstand kan justeres fra 0ohm til 4.7 Mohm (mega ohm)

Tilbage til kredsløbet.

Lad mig sige det med det samme, dette kredsløb er tegnet for at kunne forklare en transistors virkemåde, der er flere årsager til at et sådan kredsløb IKKE vil blive brugt i praksis da det vil være usædvanligt følsomt for temperatur ændring, alt for følsomt over for små ændringer i den variable modstands værdi, og alt for følsom over for fabrikation forskelle på selve transistoren. ANYWAY kredsløbet er glimrende for min forklaring.

I databladet for transistoren kan man se at den typist har en hFe på 200gange og en maksimal hFe på 450gange.

Og hvorfor er netop denne parameter vigtig? jo det er den fordi den fortælle hvor mange gange strømmen ned gennem strækningen C-E er større end strømmen som man masser ind i strækningen B-E.
Dvs. hvis jeg propper 10microAmpere ind i benet B så vil der løbe en strøm som er 200-450 gange større ned igennem C og ud i E.
Giver det mening????

Hvordan får jeg så strøm ind i basis (B)?
Jo, det er sådan at hvis spændingen på basis af transistoren kommer over en tærskel værdi så begynder der at løbe en strøm ind i transistoren.
For en BC107B ligger denne tærskel værdi på 0,55 -> 0,7volt.

Kurven vise forholdet mellem B-E spændingen (VBE) og strømmen gennem C i transistoren (Ic)

[henrik.schneiderDeltager Nova]

For at gøre dette lidt nemmere at arbejde med teoretisk så antager vi at VBE er 0,7volt, og at hFe er 200 gange.
Og jeg har så valgt at modstanden R1 = 10Kohm (10.000 ohm)

henrik.schneider2016-10-15 13:23:53

[Forfatter]

Indlæg