Điện áp và cách nó hoạt động

Bạn có thể đã nghe nói rằng một pin hoặc một ổ cắm tường có một số lượng nhất địnhvoltĐây là một phép đo của điệntiềm năngđược sản xuất bởi pin, hoặc lưới điện kết nối với ổ cắm tường.

Tất cả những volt đó đang chờ đợi bạn sử dụng chúng, nhưng có một câu hỏi:Để điện có thể làm bất kỳ công việc nào, nó cần có khả năng di chuyểnNó giống như một quả bóng thổi lên; nếu bạn chộp nó, có không khí trong đócó thểlàm điều gì đó nếu nó được phát hành, nhưng nó sẽ không thực sự làm gì cho đến khi bạn để nó ra.

Không giống như không khí ra khỏi bong bóng, điện chỉ có thể chảy qua các vật liệu có thể dẫn điện, chẳng hạn như dây đồng.Cảnh báo:nhưng nếu dây không được kết nối với bất cứ thứ gì khác, bạn sẽ không thể chạy được.điện sẽ không có nơi nào để đi và vẫn sẽ không di chuyển.

Điều gì làm cho điện di chuyển?Điện muốn chảy từ điện áp cao hơn sang điện áp thấp hơn.Điều này hoàn toàn giống như bong bóng: không khí áp suất trong bong bóng muốn chảy từ bên trong bong bóng (áp suất cao hơn) ra bên ngoài bong bóng (áp suất thấp hơn).Nếu bạn tạo ra một đường dẫn giữa một điện áp cao hơn và một điện áp thấp hơnVà nếu bạn chèn một cái gì đó hữu ích vào đường dẫn đó như một đèn LED, điện chảy sẽ làm một số công việc cho bạn, như thắp sáng đèn LED.

Vì vậy, nơi bạn tìm thấy một điện áp cao hơn và một điện áp thấp hơn?mọi nguồn điện đều có hai mặtBạn có thể thấy điều này trên pin, có nắp kim loại ở cả hai đầu, hoặc ổ cắm tường của bạn có hai (hoặc nhiều hơn) lỗ.DC (Direct Current)Nguồn điện áp, các bên này (thường được gọi làthiết bị đầu cuối) được đặt têndương tính(hoặc ?? +??), vàtiêu cực(hoặc -).

Tại sao mọi nguồn điện đều có hai mặt? Điều này dẫn trở lại ý tưởng về tiềm năng, và bạn cần một sự khác biệt điện áp để có điện chảy.nhưng bạn không thể có sự khác biệt mà không có hai điều khác nhauTrong bất kỳ nguồn điện nào, phía dương sẽ có điện áp cao hơn phía âm, đó chính xác là những gì chúng ta muốn.chúng ta thường nói rằng mặt âm là 0 volt, và mặt tích cực là bao nhiêu volt nguồn cung cấp có thể cung cấp.

Nguồn điện giống như máy bơm. Máy bơm luôn có hai mặt, một ổ cắm để thổi thứ gì đó ra và một ổ cắm để hút thứ gì đó vào. Pin và máy phát điện và tấm pin mặt trời hoạt động theo cùng một cách.Một cái gì đó bên trong chúng đang làm việc chăm chỉ di chuyển điện về phía ổ cắm (phía tích cực), nhưng tất cả điện rời khỏi thiết bị tạo ra một khoảng trống, có nghĩa là phía âm cần phải kéo điện vào để thay thế nó.*

Chúng ta đã học được gì cho đến nay?

• Điện áp là tiềm năng, nhưng điện cần chảy để làm bất cứ điều gì hữu ích.
• Điện cần một con đường để chảy qua, đó phải là một dây dẫn điện như dây đồng.
• Điện sẽ chảy từ điện áp cao hơn sang điện áp thấp hơn.
• Nguồn điện áp DC luôn có hai mặt, được gọi là dương và âm, với mặt tích cực có điện áp cao hơn mặt âm.

Vòng mạch đơn giản nhất

Chúng ta cuối cùng đã sẵn sàng để làm cho điện làm việc cho chúng ta! Nếu chúng ta kết nối mặt tích cực của một nguồn điện áp, thông qua một cái gì đó làm một số công việc như một đèn diode phát sáng (LED),và trở lại phía âm của nguồn điện áp; điện, hoặchiện tạiVà chúng ta có thể đặt những thứ trên đường đi làm những điều hữu ích khi dòng chảy qua chúng, như đèn LED chiếu sáng.

Con đường tròn này, luôn luôn cần thiết để điện chảy và làm một cái gì đó hữu ích, được gọi là một mạch.Một mạch là một con đường bắt đầu và dừng lại ở cùng một nơi, đó chính xác là những gì chúng ta đang làm.

Nhấp vào liên kết nàyđể xem mô phỏng dòng chảy thông qua một mạch đơn giản.

* Benjamin Franklin ban đầu đã viết rằng điện chảy từ phía tích cực của một nguồn điện áp đến phía âm.electron thực sự chảy theo hướng ngược lạiBởi vì các kỹ sư đã làm theo Franklin hàng trăm năm trước khi sự thật được phát hiện,chúng ta vẫn sử dụng quy ước “ sai ” cho đến ngày nayThực tế nói chi tiết này không quan trọng, và miễn là tất cả mọi người sử dụng cùng một quy ước, tất cả chúng ta có thể xây dựng mạch hoạt động tốt.

Các mạch ngắn và mở

Load là gì?

Lý do chúng ta muốn xây dựng mạch là để làm cho điện làm những việc hữu ích cho chúng ta. cách chúng ta làm điều đó là bằng cách đặt những thứ trong mạch sử dụng dòng điện để chiếu sáng, tạo ra tiếng ồn,chạy các chương trình, vv

Những thứ này được gọi làtải, bởi vì chúng "đánh tải" nguồn cung cấp năng lượng, giống như bạn "đánh tải" khi bạn đang mang theo một cái gì đó.nó có thể để tải xuống một nguồn cung cấp điện quá nhiềuNhưng không giống như anh,nó cũng có thể tải một mạch quá ít - điều này có thể cho quá nhiều dòng chảy (giả sử chạy quá nhanh nếu bạn không mang bất kỳ trọng lượng), có thể đốt cháy các bộ phận của bạn hoặc thậm chí là nguồn cung cấp điện.

Bạn sẽ tìm hiểu tất cả về điện áp, dòng điện, và tải trong hướng dẫn tiếp theo:Điện áp, dòng điện, điện trở và Luật OhmNhưng bây giờ, hãy học về hai trường hợp đặc biệt của mạch:mạch ngắn, vàmạch mởBiết về những điều này sẽ giúp bạn rất nhiều khi bạn đang giải quyết sự cố của các mạch của riêng bạn.

Vòng ngắn

Đừng làm điều này, nhưng nếu bạn kết nối một dây trực tiếp từ mặt tích cực đến mặt âm của một nguồn cung cấp điện, bạn sẽ tạo ra những gì được gọi là mộtmạch ngắnĐây là một ý tưởng rất tồi.

Điều này dường như là mạch tốt nhất có thể, vì vậy tại sao nó là một ý tưởng xấu? nhớ rằng dòng điện muốn chảy từ một điện áp cao hơn đến một điện áp thấp hơn, và nếu bạn đặt một tải vào dòng,bạn có thể làm một cái gì đó hữu ích như thắp đèn LED.

Nếu bạn có một tải trong dòng điện, dòng chảy thông qua mạch của bạn sẽ được giới hạn cho những gì thiết bị của bạn tiêu thụ, mà thường là một lượng rất nhỏ.nếu bạn KHÔNG đặt bất cứ điều gì để hạn chế dòng chảy hiện tại, sẽ không có gì để làm chậm dòng chảy, và nó sẽ cố gắng vô hạn!

Nguồn cung cấp điện của bạn không thể cung cấp dòng điện vô hạn, nhưng nó sẽ cung cấp nhiều nhất có thể, có thể là rất nhiều.hoặc những điều thú vị khácHầu hết thời gian nguồn cung cấp điện của bạn sẽ có một số loại cơ chế an toàn được xây dựng trong nó để hạn chế dòng điện tối đa trong trường hợp một mạch ngắn, nhưng không phải lúc nào cũng vậy.Đây là lý do tất cả các ngôi nhà và tòa nhà cóMáy ngắt mạch, để ngăn chặn hỏa hoạn bắt đầu trong trường hợp mạch ngắn ở đâu đó trong dây dẫn.

Một vấn đề liên quan chặt chẽ là vô tình để quá nhiều dòng chảy qua một phần của mạch của bạn, gây ra một phần bị cháy.Điều này thường xảy ra khi bạn sử dụng saikháng cựgiá trị, cho phép quá nhiều dòng chảy thông qua một thành phần khác như một đèn LED.

Điểm mấu chốt:nếu bạn nhận thấy mọi thứ đột nhiên trở nên nóng hoặc một bộ phận đột nhiên cháy, ngay lập tức tắt điện và tìm kiếm các mạch ngắn có thể.

Vòng tròn mở

Ngược lại của một mạch ngắn là mộtmạch mởĐây là một mạch mà vòng lặp không được kết nối hoàn toàn (và do đó đây không thực sự là một mạch).

Không giống như mạch ngắn ở trên, không có gì sẽ bị tổn thương bởi mạch này, nhưng mạch của bạn cũng sẽ không hoạt động.đặc biệt nếu bạn đang sử dụngbánh mìnơi mà tất cả các dây dẫn được giấu.

Nếu mạch của bạn không hoạt động, nguyên nhân có thể là mạch mở.Điều này thường là do kết nối bị hỏng hoặc dây lỏng. (Khâu ngắn có thể đánh cắp tất cả năng lượng từ phần còn lại của mạch của bạn, vì vậy hãy chắc chắn để tìm kiếm những người cũng.)

Mẹo:Nếu bạn không thể dễ dàng tìm thấy nơi mạch của bạn là mở, mộtmáy đo đa sốNếu bạn đặt nó để đo volt, bạn có thể sử dụng nó để kiểm tra điện áp tại các điểm khác nhau trong mạch điện của bạn,và cuối cùng tìm thấy điểm mà điện áp không được thông qua.

Các nguồn lực và đi xa hơn

Bạn đã học được, trong hình thức cơ bản nhất, mạch là gì. Khi bạn tiếp tục học, bạn sẽ gặp các mạch phức tạp hơn có nhiều vòng lặp và nhiều thành phần điện tử hơn.Nhưng tất cả các mạch, bất kể phức tạp như thế nào, sẽ tuân theo các quy tắc tương tự như mạch một vòng cơ bản mà bạn vừa học.

Hành trình của bạn vào điện tử chỉ mới bắt đầu, đây là một số đề xuất các chủ đề tiếp theo để khám phá:

• Bàn bánh mìlà những công cụ hữu ích cho phép bạn nhanh chóng xây dựng mạch tạm thời bằng cách sử dụng dây nhảy. chúng tôi sử dụng chúng mọi lúc. bạn cũng có thể muốn làm chủlàm việc với dâyđể giúp bạn xây dựng các mạch của bạn.
• Amáy đo đa sốcho phép bạn đo điện áp, dòng điện, và kháng cự và là một sự giúp đỡ tuyệt vời khi cố gắng khắc phục sự cố mạch bị trục trặc.
• Các mạch có nhiều kích thước, hình dạng và cấu hình khác nhau.chuỗi so với mạch song songhướng dẫn để xem các mạch được đưa lên cấp độ tiếp theo.

Dưới đây là một số hướng dẫn về các thành phần phổ biến nhất bạn sẽ sử dụng khi xây dựng mạch.

• Một cách tuyệt vời để tìm hiểu về mạch là bắt đầu làm một số.LED hướng dẫnsẽ cho thấy cách bật một hoặc nhiều đèn LED.
• Phòng chốnglà một trong những thành phần được sử dụng rộng rãi nhất trong mạch.
• Máy gia cốcũng được tìm thấy trong hầu hết các mạch.Đèn dẫn điện.
• ¢https://learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-a-circuit