ቀላል ራስ -ሰር የአቅም ማጠንከሪያ ሞካሪ / የአቅም መለኪያ በአርዱዲኖ እና በእጅ: 4 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

ሰላም!

ለዚህ የፊዚክስ-ክፍል ያስፈልግዎታል

* ከ 0-12 ቪ ጋር የኃይል አቅርቦት

* አንድ ወይም ከዚያ በላይ capacitors

* አንድ ወይም ከዚያ በላይ የኃይል መሙያ መከላከያዎች

* የሩጫ ሰዓት

* ባለብዙ መልቲሜትር ለቮልቴጅ ልኬት

* አርዱዲኖ ናኖ

* 16x2 I²C ማሳያ

* 1 /4 ዋ resistors በ 220 ፣ 10 ኪ ፣ 4.7 ሜ እና 1 ጎሆምስ 1 gohms resistor

* ዱፖን ሽቦ

ደረጃ 1 - ስለአቅም ማካካሻዎች አጠቃላይ መረጃ

በኤሌክትሮኒክስ ዕቃዎች ውስጥ አቅም በጣም አስፈላጊ ሚና ይጫወታሉ። ክፍያዎችን ለማከማቸት ያገለግላሉ ፣ እንደ ማጣሪያ ፣ ማቀናጀት ፣ ወዘተ. ስለዚህ ከካፒታተሮች እና እነሱ ጋር የማብራሪያ ተግባሮችን መለማመድ ይችላሉ። ይሠራል. መጀመሪያ ላይ ያልሞላው አቅም (capacitor) በተከላካይ በኩል ከቮልቴጅ ምንጭ ጋር ከተገናኘ ፣ ከዚያ ክፍያዎች ያለማቋረጥ ወደ capacitor ይፈስሳሉ። እየጨመረ በሚመጣው ክፍያ ጥ ፣ ቀመር Q = C * U (C = የ capacitor capacitance) መሠረት ፣ በ U (capacitor capacitor) ላይ ያለው ቮልቴጅ እንዲሁ ይጨምራል። ነገር ግን በፍጥነት የሚሞላው capacitor በክፍያ መሙላት በጣም አስቸጋሪ እየሆነ በመምጣቱ የኃይል መሙያ የአሁኑ እየቀነሰ ነው። በ capacitor ላይ ያለው ቮልቴጅ U (t) የሚከተለውን ቀመር ይከተላል።

ዩ (t) = U0 * (1-exp (-k * t))

U0 የኃይል አቅርቦቱ voltage ልቴጅ ፣ t ጊዜ ነው እና k የኃይል መሙያ ሂደቱን ፍጥነት መለኪያ ነው። በየትኛው መጠኖች ላይ k ይወሰናል? ትልቁ የማከማቻ አቅም (ማለትም ፣ የ capacitor capacitance C) ፣ በዝግታ ክፍያዎች ይሞላል እና ቮልቴጁ እየቀነሰ ይሄዳል። ትልቁ ሲ ፣ አነስተኛው ኪ. በ capacitor እና በኃይል አቅርቦት መካከል ያለው ተቃውሞ እንዲሁ የመጓጓዣ መጓጓዣን ይገድባል። አንድ ትልቅ የመቋቋም አቅም R አነስተኛ የአሁኑን I ያስከትላል እና ስለዚህ ወደ ሴኮንድተር የሚፈስሰውን በሰከንድ ያነሱ ክፍያዎች ያስከትላል። ትልቁ አር ፣ አነስተኛው ኪ. በ k እና R ወይም C መካከል ያለው ትክክለኛ ግንኙነት -

k = 1 / (R * C)።

በ capacitor ላይ ያለው voltage ልቴጅ U (t) በዚህ መሠረት በቀመር U (t) = U0 * (1-exp (-t / (R * C)))

ደረጃ 2 - መለኪያዎች

ተማሪዎች በሰዓት ውስጥ ያለውን ቮልቴጅ U ውስጥ t ውስጥ ማስገባት እና ከዚያ የማብራሪያውን ተግባር መሳል አለባቸው። ቮልቴጁ በጣም በፍጥነት ከጨመረ ፣ ተቃውሞውን መጨመር አለብዎት አር በሌላኛው በኩል ቮልቴጁ በጣም ቀርፋፋ ከሆነ ፣ R ን ይቀንሱ።

አንድ ሰው U0 ን ፣ ተቃውሞውን R እና ቮልቴጅን U (t) ከተወሰነ ጊዜ t በኋላ ካወቀ ፣ ከዚያ የ capacitor capacitance C ከዚህ ሊሰላ ይችላል። ለእዚህ እኩልታውን ሎጋሪዝም ማድረግ እና ከአንዳንድ ለውጦች በኋላ እናገኛለን - C = -t / (R * ln (1 - U (t) / U0))

ምሳሌ - U0 = 10V ፣ R = 100 kohms ፣ t = 7 ሰከንዶች ፣ ዩ (7 ሰከንድ) = 3.54V። ከዚያ ሲ የ C = 160 μF እሴት ያስከትላል።

ግን አቅሙን ለመወሰን ሁለተኛ ፣ ቀላል ዘዴ አለ ፣ ማለትም ፣ t = R * C ከ U0 63.2% በኋላ ያለው ቮልቴጅ U (t)።

ዩ (t) = U0 * (1-exp (-R * C / (R * C)) = U0 * (1-exp (-1)) = U0 * 0.632

ይህ ምን ማለት ነው? ተማሪዎች ጊዜውን መወሰን አለባቸው t ከዚያ በኋላ የ U (t) የ U0 በትክክል 63.2% ነው። በተለይ ፣ ከላይ ላለው ምሳሌ ፣ ጊዜው ተፈልጎ የሚፈለግበት ጊዜ በ capacitor ላይ ያለው ቮልቴጅ 10V * 0.632 = 6.3V ነው። ይህ ሁኔታ ከ 16 ሰከንዶች በኋላ ነው። ይህ እሴት አሁን ወደ ቀመር t = R * C: 16 = 100000 * ሐ ገብቷል። ይህ ውጤት ያስገኛል - C = 160 μF።

ደረጃ 3 - አርዱinoኖ

በአካል ብቃት እንቅስቃሴው መጨረሻ ላይ አቅሙ በአርዱዲኖም ሊወሰን ይችላል። ይህ ቀደም ሲል በነበረው ዘዴ መሠረት አቅሙን C በትክክል ያሰላል። ከ 5 ቮ ጋር በሚታወቀው ተከላካይ R በኩል መያዣውን ያስከፍላል እና ከዚያ በኋላ በ capacitor = 5V * 0.632 = 3.16V ያለውን ቮልቴጅ ይወስናል። ለ አርዱዲኖ ዲጂታል-ወደ-አናሎግ መቀየሪያ ፣ 5V 1023 ነው። ስለዚህ ፣ የአናሎግ ግብዓት ዋጋ 1023 * 3.16 / 5 = 647. በዚህ ጊዜ ብቻ አቅም ሲ ሊሰላ ይችላል። ስለዚህ በጣም የተለያየ አቅም ያላቸው capacitors መለካት እንዲቻል ፣ 3 የተለያዩ የኃይል መሙያ መከላከያዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። በመጀመሪያ ፣ ዝቅተኛ የመቋቋም ጊዜ እስከ 647 ድረስ የኃይል መሙያ ጊዜን ለመወሰን ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ እንዲሁ በጣም ትንሽ ከሆነ በመለኪያ መጨረሻ 1 የ Gohms ተቃውሞ ይከተላል። ከዚያ ለ C ያለው እሴት በትክክለኛው አሃድ (µF ፣ nF ወይም pF) በማሳያው ላይ ይታያል።

ደረጃ 4 መደምደሚያዎች

በዚህ ክፍል ውስጥ ተማሪዎች ምን ይማራሉ? ስለ capacitors ፣ የእነሱ አቅም (C) ፣ የርቀት ተግባራት ፣ ሎጋሪዝም ፣ መቶኛ ስሌቶች እና አርዱinoኖ ይማራሉ። ብዙ ይመስለኛል።

ይህ ክፍል ከ16-17 ዓመት ለሆኑ ተማሪዎች ተስማሚ ነው። በሂሳብ ውስጥ የማብራሪያ ተግባርን እና ሎጋሪዝምን አስቀድመው ማለፍ አለብዎት። በክፍልዎ እና በዩሬካ ውስጥ በመሞከር ይደሰቱ!

በመማሪያ ክፍል የሳይንስ ውድድር ውስጥ ብትመርጡኝ በጣም ደስ ይለኛል። ለዚህ በጣም አመሰግናለሁ!

በሌሎች የፊዚክስ ፕሮጄክቶቼ ላይ ፍላጎት ካለዎት የእኔ የዩቲዩብ ሰርጥ እዚህ አለ

ተጨማሪ የፊዚክስ ፕሮጄክቶች