A generátor és vevő konvenciói az elektronikában; Oktatóanyagok; A tudás lelkesedése
vagy hogyan ne keveredjen össze többé a jelekkel
- elektronikus
Ha már hallott a generátor és a vevő konvencióiról anélkül, hogy teljesen megértette volna, mi ez, ez az oktatóanyag az Ön számára. Ha még soha nem hallott ezekről a fogalmakról, akkor ez az oktatóanyag is az Ön számára készült.
A generátor és a vevő konvenciói fontos fogalmak az elektronikában, bár hajlamosak vagyunk megfeledkezni róla, amint a szokások érvényesülnek. Amint ebben az oktatóanyagban látni fogjuk, ez egy előírás, amely az áram és a feszültség orientációjáról beszél.
Ezen egyezmények nélkül lehetetlen például szigorúan lefordítani az olyan fogalmakat, mint az "energiafogyasztás vagy -termelés", vagy az alkotóelemekre irányadó törvények helyes megírása anélkül, hogy az alapvető fizikai elméletekhez kellene fordulni.
Az oktatóanyag megértéséhez az elektronika alapvető fogalmaira van szükség.
Emlékeztetők a feszültségre és az áramra egy dipólusban
A dipólus két pólusú elektronikus alkatrész, amint a neve is mutatja. Más szavakkal, két kapcsa van, amelyek segítségével az áramkör többi részéhez csatlakozik. Az elektromos mennyiségeket tekintve két dolog elegendő a leírására: a rajta átfolyó áram és a kapcsai feszültsége.
Jelenlegi
Az áram az elektromos töltések áramlásának felel meg. Mint minden áramlás, úgy ez is egy bizonyos irányban folyik, vagyis orientálódik. Dipólusban az ágra írt kis nyíllal jelöljük meg az áram irányát.
Nyíl, amely az A-ból B-be áramló áramot mutatja bármely dipólban.
Mivel tájolása van, az áramnak is van előjele: lehet pozitív vagy negatív. A pozitív áram azt jelenti, hogy a pozitív töltések a nyíl irányába mozognak, amely meghatározza az áram irányát. A negatív áram azt jelenti, hogy a pozitív töltések a nyíllal ellentétes irányban mozognak.
Az elektromos töltések adott áramlásánál a nyíl irányának megváltoztatása csak a jelét változtatja meg, a fizikai jelenséget nem. A nyíl iránya nem más, mint egy előjel, és nem a fizikai valóság diagramja.
Kapcsolat az áram és az ellentéte között.
Feszültség
Az elektromos áramkör két pontja között meghatározhatunk egy feszültséget. Az elektromos áramkör két pontja közötti feszültséget egy nyíl jelöli.
Nyíl, amely mutatja az u A B u_ u A B feszültséget, potenciálkülönbséget B és A között bármely dipólus esetében.
A feszültség egy potenciálkülönbségnek felel meg, az elektromos potenciál minden csomóponthoz társítható mennyiség. A feszültségnek van egy tájolása is: ez a nyíl (B) által mutatott csomópont potenciálja, mínusz a nyíl lábánál (A).
Tájolás közben a feszültségnek van előjele: lehet pozitív vagy negatív. A feszültség akkor pozitív, ha a B pont potenciálja nagyobb, mint az A ponté, és egyébként negatív.
Csakúgy, mint az áram esetében, ez is előjel: a feszültség irányának megváltoztatása nem változtatja meg a fizikailag jelen lévő potenciálkülönbséget. A "visszatért" feszültség ellentétes lesz a normál feszültséggel.
A feszültség és az ellentétes feszültség kapcsolata.
Generátor és vevő konvenciók
A feszültség és az áram relatív orientációja
Láttuk, hogy az áram és a feszültség egyaránt orientált. Amikor definiáljuk őket dipólusra, akkor az egyiket a másikhoz viszonyítva is orientálnunk kell. Más szavakkal, meg kell választanunk egy konvenciót a nyilak relatív irányához.
Csak két lehetőség van:
- a nyilak ugyanabba az irányba mutatnak, és azt mondják, hogy ez a generátor konvenciója;
- a nyilak ellentétes irányban vannak, és azt mondják, hogy ez a vevő konvenciója.
Alkatrész-egyezmények és törvények
Valószínűleg már ismeri a közös elemek törvényeit:
Ezek az egyenletek csak abban az esetben igazak vevő konvenció ! A törvények pontos megírása az áram és a feszültség meghatározására választott konvenciótól függ.
Bármely helyes elektronikai tanfolyamon e törvények bevezetését az áram és a feszültség relatív irányát bemutató diagram kíséri. Ezek az ábrák általában ellentétes irányba húzzák az áramot és a feszültséget. Még ha nincs is kifejezetten megfogalmazva, valójában a vevő konvenciójának a használata.
E törvények konvenciójának megváltoztatása megváltoztatja a jelet. Például a generátor konvenciójában meghatározott feszültség és áram esetén Ohm törvénye u = - R i u = - Ri u = - Ri. Hasonló változással rendelkezünk a kapacitás és az induktivitás tekintetében.
Nincs kapcsolat a hálótörvénnyel és a csomóponttörvénnyel
Mondjuk világosan: nincs kapcsolat a generátor és a vevő konvenciója, valamint a háló- és csomótörvények között. Ez a két törvény egyáltalán nem függ az áramkör különböző dipólusainak leírására elfogadott konvencióktól.