Elettronica For Kids For Dummies Cheat Sheet - dummies

Affina le tue abilità di costruzione del circuito scoprendo come leggere le strisce colorate sui resistori e come creare i tuoi cavi. Quindi guarda come funzionano le batterie in modo da ottenere il massimo da queste fonti di energia comuni.

Come leggere i valori dei resistori

Se pensi che quelle bande colorate sulle resistenze siano lì solo per lo spettacolo, ripensaci! Quelle band ti dicono il valore del resistore. Prima di poter decodificare il valore del resistore, è necessario conoscere un po 'di più sui resistori.

Esistono due tipi principali di resistori:

• I resistori standard hanno quattro bande di colore. Tre delle bande indicano il valore nominale , che indica il valore che il resistore è stato progettato per avere. La quarta banda indica la tolleranza del resistore, che indica quanto lontano potrebbe essere il valore nominale della resistenza effettiva. (Il processo di produzione non è perfetto, quindi la maggior parte dei resistori è un po 'spenta.)

  Ad esempio, è possibile acquistare quello che si pensa sia un resistore da 100 Omega, ma la resistenza effettiva molto probabilmente non è esattamente di 100 Omega. Potrebbe essere 97 o 104 Omega, o qualche altro valore vicino a 100 Omega. Per la maggior parte dei circuiti, "close" è abbastanza buono.

• Resistenze di precisione , che hanno valori più precisi rispetto ai resistori standard, hanno cinque bande di colore. Quattro delle band ti dicono il valore nominale. La quinta banda ti dice la tolleranza.

  È possibile contare sulla resistenza effettiva di un resistore di precisione che si trova molto vicino al suo valore nominale. Quindi, se acquisti un resistore di precisione da 100 Omega, è probabile che il suo valore effettivo sia entro 1 o 2 su 100 Omega.

La seguente figura mostra un diagramma del codice colore di un resistore standard (a quattro bande). Si utilizza questo codice colore per calcolare il valore nominale e la tolleranza di un resistore standard.

Decodifica del valore nominale di un resistore

Ecco come si usa il codice colore per calcolare il valore nominale del resistore (fare riferimento alla figura):

1. Decidere quale banda è la prima banda.

   Confronta le estremità del resistore. Di solito, la banda colorata a un'estremità è più vicina a quella estremità rispetto alla banda colorata all'altra estremità. In questo caso, la banda più vicina a un'estremità del resistore è la prima.

   Se non puoi determinare qual è la prima banda, guarda le due bande esterne. Se una delle bande esterne è argento o oro, quella banda è probabilmente l'ultima banda, quindi la prima banda è dall'altra parte.

2. Cerca il colore della prima banda nella colonna denominata "1a cifra" e trova il numero associato a quel colore.

   Questo numero è la prima cifra della resistenza.Nella resistenza mostrata nella figura precedente, la prima banda è gialla, quindi la prima cifra è 4.

3. Cerca il colore della seconda banda nella colonna denominata "2a cifra" e trova il numero associato a quel colore.

   Questo numero è la seconda cifra della resistenza. Nel resistore mostrato nella figura precedente, la seconda banda è viola, quindi la seconda cifra è 7.

4. Cerca il colore della terza banda nella colonna con l'etichetta "X" e trova il numero associato a quel colore.

   Questo numero è il moltiplicatore. Nella resistenza mostrata nella figura precedente, la terza banda è marrone, quindi il moltiplicatore è 10 ¹ (che è 10).

5. Inserire le prime due cifre affiancate per formare un numero a due cifre.

   Per il resistore mostrato nella figura precedente, le prime due cifre sono 4 e 7, quindi il numero a due cifre è 47.

6. Moltiplicare il numero a due cifre per il moltiplicatore.

   Questo ti dà il valore nominale del resistore in ohm. Nel resistore mostrato nella figura precedente, il numero a due cifre è 47 e il moltiplicatore è 10, quindi il valore nominale è

   

Un modo semplice per moltiplicare un numero intero di una potenza di 10 (cioè 10 ⁰ , 10 ¹ , 10 ² , 10 ³ , e così via) è solo da aggiungere (significato tack alla fine) il numero intero con zeri, e usa l'esponente (che è il piccolo numero in rilievo accanto al 10) per dirti quanti zeri aggiungere. Ecco due esempi:

• 22 x 10 ³ . L'esponente è 3, quindi inserisci 3 zeri a destra di 22 e ottieni 22.000. (Il moltiplicatore in questo caso è 10 ³ , che è 1, 000.) < 56 x 10

• 0 . L'esponente è 0, quindi tieni 0 zeri a destra di 56 e ottieni 37. (Il moltiplicatore in questo caso è 10 0 ^{, che è 1, perché qualsiasi numero elevato a 0th power equals 1.)} Se disponi di un resistore di precisione (a cinque bande) (che è improbabile utilizzare per i progetti in

Electronics For Kids For Dummies ), la terza banda ti dà il terza cifra della resistenza e la quarta banda ti dà il moltiplicatore. Lettura della tolleranza di un resistore

Per capire quanto lontano possa essere il valore nominale della resistenza effettiva, si guarda la quarta banda su un resistore standard (o la quinta banda su un resistore di precisione). Fare riferimento alla figura precedente per il codice colore per la tolleranza di un resistore.

Dì che la quarta banda del resistore Omega 470 che hai scelto per un particolare progetto è oro. Il colore, l'oro, nella colonna denominata "tolleranza" nella figura rappresenta una tolleranza del 5%. Poiché il 5 percento di 470 è 23. 5, la resistenza effettiva potrebbe essere fino a 23. 5 Omega

più alto o più basso di 470 Omega. Quindi il valore effettivo della resistenza potrebbe essere qualsiasi valore da 446. 5 a 493. 5 Ω. La maggior parte dei resistori standard ha tolleranze del 5%, 10% o 20% e la maggior parte dei resistori di precisione ha tolleranze dell'1% o del 2%. Per la maggior parte dei circuiti - e in tutti i progetti in

Electronics For Kids For Dummies - va bene usare un resistore standard.Per alcuni circuiti, è importante utilizzare un resistore di precisione con una tolleranza inferiore. La seguente figura mostra altri due esempi di resistori e i loro valori.

È possibile misurare il valore reale di un resistore specifico utilizzando un dispositivo chiamato

multimetro . Ad esempio, quando si utilizza un multimetro per misurare un resistore Omega 470 con una tolleranza del 5%, è possibile che il valore effettivo sia 481 Omega. Come realizzare cavi jumper

Un cavo jumper

è un filo corto isolato con estremità nude (spellate di isolamento). Per collegare due punti in un circuito breadboard si usano cavi di collegamento, come quello mostrato nella figura seguente. Anche se si dispone di un set di cavi jumper pretagliati, è probabile che sia necessario creare un ponticello con una lunghezza specifica per un circuito o due. Fare un ponticello non è difficile, purché tu abbia il filo giusto, gli strumenti e un po 'di pazienza.

Si inizia con una bobina (o un pezzo lungo) di filo isolato che è abbastanza spesso - ma non troppo spesso - per adattarsi ai fori di contatto della breadboard. Il calibro

(pronuncia "calibro") di un filo è una misura del suo diametro. Cerca fili da 20 o 22 gauge. In America del Nord, l'indicatore è spesso etichettato come AWG (per il calibro americano). Hai anche bisogno di un tagliafili e di una spelafili, o di uno strumento che fa entrambi i lavori, così come le pinze a becco d'ago. Troverai molto più facile realizzare fili di collegamento se il tuo spelafili ha un quadrante di selezione del manometro o diverse tacche di taglio etichettate per vari calibri. I dispositivi calibrati consentono di rimuovere l'isolamento senza preoccuparsi di tagliare il filo sotto l'isolamento.

Se si usa un spogliarellista generico, si deve fare molta attenzione a non

nick (tagliare accidentalmente) il filo quando si stacca l'isolamento. I nicks indeboliscono il filo e un filo debole può rimanere bloccato all'interno di una buca della breadboard e rovinarti tutto il giorno. Per creare il proprio ponticello, attenersi alla seguente procedura:

Tagliare il filo alla lunghezza necessaria, utilizzando uno strumento per tagliare i fili.

1. Se è necessario, ad esempio, un cavo di collegamento da 1 pollice, tagliare una lunghezza di filo lunga almeno 1-3 / 4 pollici, in modo da lasciare spazio per rimuovere l'isolamento da ciascuna estremità. È meglio tagliare un filo più lungo e tagliarlo se necessario, piuttosto che tagliare un filo più corto e scoprire che è troppo corto per il circuito.

   Rimuovere circa 1 / 4- 1/3-inch di isolamento da ciascuna estremità.

   

2. Se si utilizza uno spelafili calibrato, attenersi alla seguente procedura:

   Comporre il misuratore su 20 o 22 (a seconda del calibro del filo) o individuare la tacca contrassegnata con 20 o 22.

   1. Con il misuratore le ganasce dello spelafili aperto, posizionare il filo nell'apposita tacca dello spelafili, in modo che circa ¼ - 1/3 di pollice del filo si estenda oltre lo spelafili.

   2. Afferrare saldamente lo spellafili - come se si stia tentando di tagliare il filo - mentre si torce e si tira il filo attraverso lo strumento di rimozione. L'isolamento dovrebbe staccarsi ma il filo dovrebbe rimanere intatto.

   3. Se si utilizza uno spelafili generico, attenersi alla seguente procedura:

      

   Posizionare l'estremità del filo nelle lame di taglio dello spelafili, in modo che si estendano approssimativamente da 1 / 4- a 1/3 "del filo. passato il filo spogliarellista.

   1. Afferra lo spellafili quanto basta per iniziare a tagliare l'isolamento. (Se lo stringi troppo forte, taglierai il filo o lo taglierai. Se non lo stringi abbastanza, non taglierai affatto l'isolamento.)

   2. Rilascia la presa sulla spelafili, ruotare il filo di un quarto di giro, quindi afferrare nuovamente lo spelafili con una pressione sufficiente per iniziare a tagliare l'isolamento.

   3. Ruota e ripeti i passaggi bec due o tre volte, finché non hai intaccato l'isolamento intorno al filo.

   4. Afferrare lo spellafili - ma non troppo - attorno all'isolamento intaccato mentre si tira l'altra estremità del filo per forzare l'isolamento.

   5. Piegare le estremità scoperte del filo a un angolo di 90 gradi.

      

3. Usa le tue pinze ad ago per farlo.

   Con un po 'di pratica, diventerai un esperto nella realizzazione di cavi di collegamento!

   

Come funzionano le batterie

Hai mai mescolato aceto con bicarbonato di sodio per creare un vulcano per un progetto di fiera della scienza? Il gorgoglio che vedi è il risultato di una reazione chimica. Questa reazione è molto simile a

come funzionano le batterie. La reazione, tuttavia, si verifica all'interno di una batteria, nascosta alla vista dalla custodia della batteria. Questa reazione è ciò che crea l'energia elettrica che la batteria fornisce ai circuiti. Una batteria tipica, ad esempio una batteria AA o C, ha una custodia o un contenitore. Modellato all'interno del caso è una miscela

catodo, che è terra diossido di manganese e conduttori che trasportano una carica elettrica naturale. Un separatore viene dopo. Questa carta impedisce al catodo di entrare in contatto con l'anodo, che trasporta la carica negativa. L'anodo e l'elettrolita (idrossido di potassio) si trovano all'interno di ciascuna batteria. Un perno, tipicamente in ottone, costituisce il collettore di corrente negativo e si trova al centro del vano batteria. Ogni batteria ha una cella che contiene tre componenti: due elettrodi e un elettrolita tra di loro. L'elettrolita

è una soluzione di idrossido di potassio in acqua. L'elettrolita è il mezzo per il movimento degli ioni all'interno della cellula e trasporta la corrente iconica all'interno della batteria. I terminali positivo e negativo di una batteria sono collegati a due diversi tipi di piastre metalliche, noti come

elettrodi, che sono immersi in sostanze chimiche all'interno della batteria. Le sostanze chimiche reagiscono con i metalli, causando l'accumulo di elettroni in eccesso sull'elettrodo negativo (la piastra metallica collegata al terminale negativo della batteria) e producendo una carenza di elettroni sull'elettrodo positivo (la piastra metallica collegata al terminale positivo della batteria). La torcia o le batterie più piccole, generalmente contrassegnate con A, AA, C o D, hanno i terminali incorporati nelle estremità delle batterie. Ecco perché il comparto della batteria della tua torcia presenta un segno + e un segno, rendendo più semplice l'installazione delle batterie nella direzione corretta. Le batterie più grandi, come quelle di un'auto, hanno terminali che si estendono dalla batteria.(Sembrano in genere grandi cime a vite.)

La differenza nel numero di elettroni tra i terminali positivo e negativo crea la forza nota come

tensione. Questa forza vuole uniformare le squadre, per così dire, spingendo gli elettroni in eccesso dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo. Ma i prodotti chimici all'interno della batteria si comportano come un blocco stradale e impediscono agli elettroni di viaggiare tra gli elettrodi. Se c'è un percorso alternativo che consente agli elettroni di viaggiare liberamente dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo, la forza (tensione) riuscirà a spingere gli elettroni lungo quel percorso. Quando si collega una batteria a un circuito, si fornisce quel percorso alternativo per gli elettroni da seguire. Quindi gli elettroni in eccesso scorrono dalla batteria attraverso il terminale negativo, attraverso il circuito, e di nuovo nella batteria attraverso il terminale positivo. Quel flusso di elettroni è la corrente elettrica che fornisce energia al tuo circuito.

Quando gli elettrodi sono collegati tramite un circuito, ad esempio i terminali all'interno di una torcia o quelli nel veicolo, i componenti chimici dell'elettrolito iniziano a reagire.

Mentre gli elettroni fluiscono attraverso un circuito, le sostanze chimiche all'interno della batteria continuano a reagire con i metalli, gli elettroni in eccesso continuano a crescere sull'elettrodo negativo, e gli elettroni continuano a fluire per cercare di uniformare le cose - finché c'è un percorso completo per la corrente. Se si mantiene la batteria collegata in un circuito per un lungo periodo, alla fine tutti i prodotti chimici all'interno della batteria sono esauriti e la batteria si spegne (non fornisce più energia elettrica).

L'elettrolita ossida lo zinco motorizzato dell'anodo. La miscela di biossido di manganese / carbone del catodo reagisce con lo zinco ossidato per produrre elettricità. L'interazione tra lo zinco e l'elettrolito produce gradualmente rallentare l'azione della cellula e diminuisce la sua tensione.

Il collettore è un perno di ottone nel mezzo della cella che conduce elettricità al circuito esterno.

Si noti che i due elettrodi in ogni batteria sono costituiti da due materiali diversi, entrambi devono essere conduttori elettrici. Uno dei materiali fornisce gli elettroni e l'altro li riceve, il che rende il flusso di corrente.