Dramtezi Calc

Электроника — светодиод, ОУ, RC, ШИМ и батарея

Гасящий резистор светодиода, ОУ, частота среза RC, усиление в дБ, среднее ШИМ, делитель смещения NPN с током базы и время работы батареи. Учебные идеальные формулы, не SPICE.

Калькуляторы раздела

Резистор для светодиодаR = (Vs − Vf) / If. При Vs = 5 В, Vf = 2 В, If = 0,02 А получается 150 Ом. Питание должно быть выше прямого падения. Не путать с делителем напряжения.Инвертирующий ОУG = −Rf / Rin. При Rf = 10 кОм и Rin = 1 кОм получается −10. Минус означает инверсию. Неинвертирующий каскад — сосед 1 + Rf/Rg.Неинвертирующий ОУG = 1 + Rf / Rg. При Rf = 10 кОм и Rg = 1 кОм получается 11. Фаза не инвертируется. Инвертирующий сосед даёт минус Rf/Rin.Частота среза RC-фильтраfc = 1 / (2π R C). При R = 1000 Ом и C = 1 мкФ ≈ 159,15 Гц. Не путать с постоянной времени τ = RC и с реактивностью на произвольной частоте.Коэффициент усиления в дБGdB = 20 log₁₀(Vout / Vin). При Vout = 10 В и Vin = 1 В получается 20 дБ. Равные напряжения дают 0 дБ. Для мощности была бы формула с 10 log₁₀.Среднее напряжение ШИМVavg = Vh · D / 100. При 5 В и 40% получается 2 В. Скважность в процентах. Не путать с RMS синуса и с усилением в дБ.Делитель смещения NPNVb = Vcc·R2/(R1+R2) − Ib·(R1∥R2). При Vcc = 12 В, R1 = R2 = 10 кОм и Ib = 0 → 6 В. При Ib = 0,1 мА → 5,5 В. Не путать с чистым делителем без тока базы.Время работы от батареиt = C / I. При C = 2 А·ч и I = 0,5 А получается 4 часа. Идеальная модель без КПД и без пикового тока. Сосед Q = It — в кулонах и секундах.Закон ОмаКалькулятор закона Ома связывает напряжение, ток и сопротивление: U = I · R. Можно найти любую из трёх величин и перевести вольты, амперы и омы.Делитель напряженияНенагруженный делитель: выход на нижнем резисторе Uвых = Uвх · R₂ / (R₁ + R₂). Страница не считает ток по U = IR и не учитывает нагрузку параллельно R₂.Постоянная времени RCДля RC τ = R C — время, за которое напряжение конденсатора при заряде проходит долю 1 − 1/e. Не путайте с τ = L/R у катушки.ЛогарифмЛогарифм y = log_b x — показатель, в который нужно возвести основание b, чтобы получить x. Калькулятор считает его как ln(x)/ln(b) и умеет найти x или b.Электрическая мощностьЭлектрическая мощность на участке цепи P = U I. Через закон Ома те же ватты записывают как U²/R или I² R.Заряд, ток и времяПри постоянном токе заряд Q = I t: ампер — кулон в секунду. Энергия участка — отдельная страница W = U I t.Действующее значение синусоидыДля синуса действующее напряжение Vrms = Vp / √2. Та же связь для тока. Это не среднее за период и не постоянное P = UI.

Электроника — LED, ОУ, RC, дБ, ШИМ, NPN и батарея

Восемь учебных счётчиков аналоговой электроники. Родитель — электрика. Мосты: закон Ома, делитель, последовательные R, мощность, τ = RC, Q = It, W = UIt, RMS, логарифм.

Соседние разделы: основы, реактивные цепи, переменный ток, контуры и узлы.

Резистор для светодиода

R = (Vs − Vf) / If. Контроль 5 В, Vf = 2 В, If = 20 мА → 150 Ом. Питание выше прямого падения. Это не делитель на два резистора и не коэффициент ОУ.

Инвертирующий ОУ

G = −Rf / Rin. При Rf = 10 кОм и Rin = 1 кОм получается −10: модуль 10, фаза инвертирована. Не формула 1 + Rf/Rg.

Неинвертирующий ОУ

G = 1 + Rf / Rg. Те же 10 кОм и 1 кОм дают 11. G ≥ 1; Rf = 0 → повторитель с G = 1. Не минус Rf/Rin.

Срез RC-фильтра

fc = 1 / (2π R C). Якорь 1 кОм и 1 мкФ ≈ 159 Гц. Не путать с τ = RC и с Xc на произвольной частоте.

Усиление в дБ

GdB = 20 log₁₀(Vout / Vin). Отношение 10 → 20 дБ; равные напряжения → 0 дБ. Для мощности была бы формула с множителем 10, не 20.

Среднее напряжение ШИМ

Vavg = Vh · D / 100. При Vh = 5 В и D = 40% → 2 В. Скважность в процентах. Не действующее значение синуса и не усиление в дБ.

Делитель смещения NPN

Vb = Vth − Ib·(R1∥R2). При Vcc = 12 В и равных 10 кОм: Ib = 0 → 6 В; Ib = 0,1 мА → 5,5 В. Это не страница чистого делителя без тока базы.

Время работы батареи

t = C / I. 2 А·ч при 0,5 А → 4 ч. Ёмкость в А·ч или мА·ч. Сосед Q = It в кулонах; не энергия W = UIt как главная рамка.

Чего здесь нет

Нет полного SPICE и нет таблиц параметров конкретных микросхем ОУ. Нет активного фильтра Саллена–Ки: только пассивный RC-срез и идеальные коэффициенты усилителей. Нет разводки печатной платы и нет библиотек моделей транзисторов.

Как пользоваться

Ток LED и питание — гасящий резистор. Нужен минус по фазе — инвертирующий ОУ. Нужен G ≥ 1 или буфер — неинвертирующий. Нужна частота −3 дБ пассивного НЧ — срез RC. Отношение напряжений в децибелах — 20 log. Среднее идеального ШИМ — Vavg = Vh·D/100. База NPN с током Ib — делитель смещения. Ресурс батареи при постоянном токе — t = C/I. Обратный ход на каждой странице через переключатель искомого. Реактивности и сеть — в соседних хабах электрики.

Вернуться к разделу Электрика.

Частые вопросы

Как подобрать гасящий резистор LED?
R = (Vs − Vf) / If. При 5 В, 2 В и 20 мА получается 150 Ом. Нужно Vs > Vf.
Чем инвертирующий ОУ отличается от неинвертирующего?
G = −Rf/Rin даёт минус и инверсию. G = 1 + Rf/Rg ≥ 1 без инверсии; при Rf = 0 это буфер.
Среднее ШИМ при 5 В и 40%?
Vavg = Vh · D / 100 → 2 В. Не RMS синуса и не 20 log.
Vb делителя базы при 12 В и равных 10 кОм?
Vb = Vth − Ib·Rth: при Ib = 0 получается 6 В; при Ib = 0,1 мА — 5,5 В. Не чистый делитель без тока базы.
Время батареи 2 А·ч при 0,5 А?
t = C / I → 4 ч. Сосед Q = It в кулонах; не W = UIt как главная рамка.
Где закон Ома и соседние хабы?
U = IR, мощность, срез RC. Родитель — электрика. Соседи: основы, реактивности, переменный ток, цепи Кирхгофа.