Fråga hur man räknar ut strömmen i den här kretsen

[tallrot]

Har en liten fråga angående en laboration från elektronik för alla del 1. I den här laborationen ska man mäta upp strömmen i kretsen på bilden.

Min fråga är bara om man skulle vilja räkna ut strömmen mellan motståndet och dioden, ska potentiometern och det fasta motståndet räknas som två parallelkopplade motstånd? Alltså om potentiometern har vid en position 500 ohm, ska man då räkna ut det totala motståndet som 1/500 + 1/100 osv. Hoppas ni förstår min fråga trots det något röriga beskrivning en

laboration.png

[TomasL]

Tänk på att spänningen över dioden är 0,7V, aldrig högre.
Om poten är ställd så att spänningsdelaren ger mindre än 0,7V är strömmen genom dioden och därmed också 100 ohms motståndet 0A

[pi314]

Utgår från att potentiometern står i mittenläget.

Då kan man räkna på (minst) två sätt.

Alternativ 1.
6 volt spänningskälla och tre motstånd, två på 500 ohm och ett på 100 ohm.

Alternativ 2.
3 volt spänningskälla med inre resistansen 250 ohm och ett motstånd på 100 ohm.

Kanske en smaksak, men jag tycker alternativ 2 är enklare.

Då är det 3 volt, 350 ohm och en 1N4148 med ca 0,7 volt framspänningsfall.

2,3 volt, 350 ohm => 6,57 mA.

/Pi

Edit: Jag lyckades räkna fel först. Rättat nu.

[Mindmapper]

Här skulle man vilja ha reda på en sak till.
Hade kretsen bara bestått av resistanser hade det varit enkelt att räkna med formlerna för parallell och seriekopplade resistanser och sedan ohms lag och/eller kirchoffs lag.
Fast nu går inte 100 ohms resistorn till minus på batteriet.
100 ohm går via ett spänningsfall på ca 0,7V. Den spänningen ligger alltså i serie med 100 ohm upp till potentiometerns greningspunkt.

[LeCanard]

krånglar ni inte till det nu?
den övre delen av potentiometern ligger i serie med motståndet, den undre är en ren effektförbränning.

[Nerre]

Precis, 6 V, 500+100=600 ohm och 0.7 V spänningsfall. D.v.s. 5.3/600.

Förutsatt nu att amperemeterns och voltmeterns inre resistanser är försumbara i kretsen.

[Marta]

Det är fel. Pi har rätt. De 500 ohm mot jord påverkar givetvis.

[Icecap]

Det är ju en koppling som man använder för att mäta Vf kontra ström.

Då 1N4148 börjar leda tidigt - vilket gav mig problem vid en högspänningsprobe - mätte jag att vid 0,12V började jag se strömgenomgång.

Alltså kan man inte räkna ut strömmen då den beror på vilken Vf dioden har vid den givne ström.

Men HAR man Vf vid en given ström kan man såklart sätta in det värde och räkna.

[pi314]

Dioders framspänningsfall
Man kan fördjupa sig mycket i detta. I det här fallet har vi en kisel signaldiod med en ström i milliampereområdet i framriktningen.

Då är det ofta en tillräckligt god approximation att säga att framspänningsfallet är ca 0,7 volt.

Exakt hur stort framspänningsfallet är varierar något med ström och med temperatur, men inte så väldigt mycket.

240121_1N4148_VF.png

/Pi

[4kTRB]

Om man antar att dioden motsvarar en spänning v och övre halvan av potten kallas A och undre B och 100 ohmaren för C
så kommer man fram till 2 ekvationer för strömmen genom A (I1) och strömmen genom C (I2). Strömmen genom B kan man då kalla för I3
och är I1-I2... E = 6V i bilden.

I1 = [E(B+C) - Bv] / [A(B+C) + BC]

I2 = [BE - v(A+B)] / [A(B+C) + BC]

Eftersom v inte är konstant för en diod kanske man kan
justera v efter första beräkningen och iterera sig fram
till mer korrekta strömmar ?

[TomasL]

I övningar av detta slag utgår man alltid från ideala komponenter, dvs framspänningsfallet är alltid 0,7V oavsett ström och temperatur.

[4kTRB]

Går ju ersätta med en spänningskälla i så fall och först räkna ut löparens spänning
genom att summera bidraget ifrån vardera spänningskällan.

Kortslut 6V och beräkna löparens spänning.
Kortslut sedan dioden och beräkna löparens spänning.
Addera spänningarna. Sedan är det lätt att beräkna strömmen.

Är väl så de tidigare kommentarerna redan har sagt.

[tallrot]

Stort tack för alla svar, antar att det inte är så enkelt som jag trodde att räkna ut strömmen eftersom det ingår en diod men svaren har lärt mig mycket.

[pi314]

För att förtydliga ytterligare, utöver grafen ovan från databladet för 1N4148, så har jag ritat in
– Temperaturintervallet 15-20°C.
– Strömintervallet 1 - 10 mA.

Under dom förutsättningarna är framspänningsfallet över dioden ca 0,65 - 0,75 volt.

240121_1N4148_VF_typical.png

I praktiken är det mycket ofta en tillräckligt god approximtion att uppskatta framspänningsfallet över en kiseldiod som leder ström till 0,7 volt.


/Pi