La tensione e il suo funzionamento

Probabilmente avete sentito dire che una batteria o una presa di corrente di un muro ha un certo numero divoltiQuesta è una misurazione della potenza elettricapotenzialeprodotta dalla batteria o dalla rete elettrica collegata alla presa a parete.

Tutti quei volt stanno lì ad aspettare che tu li usi, ma c'è un problema:Per far funzionare l'elettricità, deve potersi muovere.E' un po' come un palloncino gonfiato; se lo pizzichi, c'e' aria dentro chePotrebbefare qualcosa se viene rilasciato, ma in realtà non farà nulla finché non lo lasci uscire.

A differenza dell'aria che esce da un palloncino, l'elettricità può fluire solo attraverso materiali che possono condurre l'elettricità, come il filo di rame.ATTENZIONE:La tensione in una presa di corrente è pericolosa, non fare questo!), darà alla corrente elettrica un percorso da seguire.l'elettricità non avrà un posto dove andare e non si muoverà.

Cosa fa muovere l'elettricità?L'elettricità vuole fluire da una tensione superiore a una tensione inferiore.Questo è esattamente come il palloncino: l'aria pressurizzata nel palloncino vuole fluire dall'interno del palloncino (pressione superiore) all'esterno del palloncino (pressione inferiore).Se si crea un percorso conduttivo tra una tensione superiore e una tensione inferioreE se inserisci qualcosa di utile in quel percorso come un LED, l'elettricità che scorre farà un po' di lavoro per te, come illuminare quel LED.

Quindi, dove si trova una tensione più alta e una tensione più bassa?Ogni fonte di elettricità ha due lati.Si può vedere questo su batterie, che hanno tappi metallici su entrambe le estremità, o la presa di corrente della parete che ha due (o più) fori.CC (corrente continua)Fonti di tensione, questi lati (spesso chiamatiterminali) sono denominatipositivo(o + ), enegativo(o -).

Perché ogni sorgente di elettricità ha due lati? Questo risale all'idea di potenziale, e che hai bisogno di una differenza di tensione per far scorrere l'elettricità.Ma non puoi avere una differenza senza che due cose siano diverse.In ogni fonte di alimentazione, il lato positivo avrà una tensione più alta del lato negativo, che è esattamente quello che vogliamo.Di solito diciamo che il lato negativo è 0 volt, e il lato positivo è quanto volts l'alimentazione può fornire.

Le fonti elettriche sono come le pompe. Le pompe hanno sempre due lati, una presa che espelle qualcosa e una presa che risucchia qualcosa. Le batterie, i generatori e i pannelli solari funzionano allo stesso modo.Qualcosa dentro di loro sta lavorando duramente spostando l'elettricità verso la presa (il lato positivo), ma tutta l'elettricità che esce dal dispositivo crea un vuoto, il che significa che il lato negativo deve attirare l'elettricità per sostituirla.*

Cosa abbiamo imparato finora?

• La tensione è potenziale, ma l'elettricità deve fluire per fare qualcosa di utile.
• L'elettricità ha bisogno di un percorso attraverso il quale scorrere, che deve essere un conduttore elettrico come un filo di rame.
• L'elettricità fluirà da una tensione superiore a una tensione inferiore.
• Le fonti di tensione CC hanno sempre due lati, chiamati positivo e negativo, con il lato positivo una tensione più alta del lato negativo.

Il circuito più semplice

Siamo finalmente pronti a far funzionare l'elettricità per noi! Se colleghiamo il lato positivo di una fonte di tensione, attraverso qualcosa che fa un lavoro come un diodo emettitore di luce (LED),e di nuovo sul lato negativo della fonte di tensione■ elettricità, ocorrenteE possiamo mettere cose nel percorso che fanno cose utili quando la corrente fluisce attraverso di loro, come i LED che si accendono.

Questo percorso circolare, che è sempre necessario per far scorrere l'elettricità e fare qualcosa di utile, è chiamato circuito.Un circuito è un percorso che inizia e finisce nello stesso posto, che è esattamente quello che stiamo facendo.

Clicca su questo linkQuesta simulazione richiede Java per essere eseguita.

*Benjamin Franklin originariamente scrisse che l'elettricità scorre dal lato positivo di una fonte di tensione al lato negativo.Gli elettroni in realtà fluiscono nella direzione oppostaPerché gli ingegneri seguirono l'esempio di Franklin per centinaia di anni prima che la verità venisse scoperta,Noi usiamo ancora la convenzione "sbagliato" fino ad oggiIn pratica questo dettaglio non ha importanza, e finché tutti usano la stessa convenzione, possiamo tutti costruire circuiti che funzionano bene.

Circuiti brevi e aperti

Che cos'è un “Load”?

Il motivo per cui vogliamo costruire circuiti è per far sì che l'elettricità faccia cose utili per noi.eseguire programmi, ecc.

Queste cose si chiamanocarichi, perché "caricano" l'alimentazione, proprio come si "carica" quando si sta portando qualcosa.È possibile caricare troppo un alimentatoreMa a differenza di te,È anche possibile caricare troppo poco un circuito - questo può lasciare scorrere troppa corrente (immaginate di correre troppo velocemente se non state portando alcun peso), che può bruciare le parti o anche l'alimentazione.

Imparerai tutto su tensione, corrente e carichi nel prossimo tutorial:Tensione, corrente, resistenza e legge di OhmMa per ora, apprendiamo due casi speciali di circuito:cortocircuito, ecircuito apertoConoscerli vi aiuterà enormemente quando dovrete risolvere i problemi dei vostri circuiti.

Cortocircuito

Non fare questo, ma se si collega un filo direttamente dal lato positivo al lato negativo di un alimentatore, si creerà quello che si chiama uncortocircuitoE' una pessima idea.

Ricordate che la corrente elettrica vuole fluire da una tensione più alta a una tensione più bassa, e se mettete un carico nella corrente,si può fare qualcosa di utile come accendere un LED.

Se si ha una carica di corrente, il flusso di corrente attraverso il circuito sarà limitato a quello che il dispositivo consuma, che di solito è una quantità molto piccola.se non si inserisce nulla per limitare il flusso di corrente, non ci sarà nulla per rallentare la corrente, e cercherà di essere infinito!

La vostra fonte di alimentazione non può fornire corrente infinita, ma fornirà quanto può, che potrebbe essere molto.o altre cose eccitantiLa maggior parte delle volte la vostra fonte di alimentazione avrà una sorta di meccanismo di sicurezza integrato per limitare la corrente massima in caso di corto circuito, ma non sempre.Questo è il motivo per cui tutte le case e gli edifici hannoaltri dispositivi per la produzione di energia, per evitare l'avvio di incendi in caso di cortocircuito in qualche parte del cablaggio.

Un problema strettamente correlato è quello di lasciare accidentalmente scorrere troppa corrente attraverso una parte del circuito, causando il bruciamento di una parte.Questo accade più spesso quando si utilizza ilresistenzavalore, che permette un flusso di corrente eccessivo attraverso un altro componente come un LED.

La conclusione:se notate che le cose si scaldano all'improvviso o che una parte brucia all'improvviso, spegnete immediatamente l'alimentazione e cercate eventuali cortocircuiti.

Circuito aperto

L'opposto di un cortocircuito è uncircuito apertoQuesto è un circuito in cui il circuito non è completamente connesso (e quindi non è affatto un circuito).

A differenza del cortocircuito di cui sopra, nulla si danneggerà da questo “circuito”, ma il tuo circuito non funzionerà nemmeno.soprattutto se sta assumendopannelli da panedove sono nascosti tutti i conduttori.

Se il tuo circuito non funziona, la causa più probabile è un circuito aperto.Questo è generalmente dovuto a una connessione rotta o a un filo sciolto (i cortocircuiti possono rubare tutta l'energia dal resto del circuito, quindi assicurati di cercare anche questi).

Un consiglio:Se non riesci a trovare facilmente dove è aperto il tuo circuito,multimetroSe lo impostate per misurare i volt, potete usarlo per controllare la tensione in vari punti del vostro circuito alimentato,e alla fine trovare il punto in cui la tensione non sta attraversando.

Risorse e andare oltre

Avete appena appreso, nella sua forma più elementare, cosa sia un circuito.Ma tutti i circuiti, non importa quanto complesso, seguirà le stesse regole del circuito di base a ciclo unico di cui avete appena appreso.

Il tuo viaggio nell'elettronica è appena iniziato, ecco alcuni argomenti suggeriti da esplorare:

• Paninisono strumenti utili che permettono di costruire rapidamente circuiti temporanei utilizzando fili jumper.lavori con filoper aiutarti a costruire i tuoi circuiti.
• Amultimetroconsente di misurare tensione, corrente e resistenza ed è di grande aiuto quando si cerca di risolvere i problemi di circuiti malfunzionanti.
• I circuiti sono di varie dimensioni, forme e configurazioni.serie contro circuiti paralleliTutoriale per vedere i circuiti portati al livello successivo.

Ecco alcuni tutorial sui componenti più comuni che utilizzerai quando costruirai circuiti.

• Un ottimo modo per imparare a conoscere i circuiti è iniziare a costruirli.Tutoriale LEDmostrerà come accendere uno o più LED.
• Resistenzesono uno dei componenti più utilizzati nei circuiti.
• Condensatorisono anche presenti nella maggior parte dei circuiti.Diodi.
• ¢https://learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-a-circuit