Articles

2.17 Åpen Krets og Kortslutning

Ultimate Electronics: Praktisk Kretsdesign og Analyse
Spesiell oppførsel ved de to ytterpunktene av motstand: null og uendelig. 4 min lese

Åpen krets og kortslutning er to spesielle termer som representerer motsatte ekstremer av motstandsnummerlinjen.

Vi kan se på en krets ved å se på et par eksponerte terminaler:

i sammenheng med to terminaler i en krets:

en kortslutning innebærer at de to terminalene er eksternt forbundet Med motstand R = 0, det samme som en ideell ledning. Dette betyr at det er null spenningsforskjell for enhver nåværende verdi. (Merk at ekte ledninger har ikke-null motstand!)

en åpen krets innebærer at de to terminalene er punkter er eksternt frakoblet, noe som tilsvarer en motstand R=∞. Dette betyr at nullstrøm kan strømme mellom de to terminalene, uavhengig av spenningsforskjell. (Merk at svært høye spenninger kan føre til at strømbuer strømmer selv over store luft-eller vakuumgap!)

konseptet med å se på to terminaler i en krets og se på oppførselen ved disse to ekstremer er en kraftig.

i både teori og praksis har ordet «eksternt» ingen spesifikk betydning. Det er en vilkårlig grense for å skille den» originale » oppførselen til en krets fra den nye oppførselen når vi gjør visse endringer på noen par noder. Denne kunstige grensen vurderer resten av kretsen, delene som er interne til den svarte boksen, å være umodifisert. Ved å gjøre denne antagelsen kan vi bare gjøre en liten endring utenfor den svarte boksen og se effekten på den svarte boksen.

Bruk I Praktisk Måling

en ideell voltmeter er åpen krets. En åpen krets er en begrensende tilnærming for en ekte voltmeter, som vil ha litt stor (men ikke uendelig) motstand.

et ideelt ammeter er kortslutning. En kortslutning er en begrensende tilnærming for et ekte ammeter, som vil ha litt liten (men ikke null) motstand.

Se Multimetrene & Målinger seksjon for mer.

Bruk I Teoretisk Analyse

akkurat som et voltmeter og ammeter måler ved å koble to prober til en krets, oppnås teoretisk analyse ofte ved å se på bare to noder av en krets.

Åpen og kortslutning gir to nyttige punkter på V-i-kurven.

spesielt:

  • den åpne kretsspenningen er spenningsforskjellen målt mellom to terminaler når ingen strøm trekkes eller leveres.
  • kortslutningsstrømmen er strømmen som strømmer når terminalene er tvunget til å ha null spenningsforskjell.

Vi bruker disse to verdiene Ivenin-Ekvivalente Og Norton-Ekvivalente Kretser.

Bruk I Robust Design

i praktisk design vil vi at kretsene vi bygger for å overleve både de normale forholdene de er designet for, og noen uvanlige forhold som skjer av og til, men bør ikke få lov til å forårsake permanent skade.

Åpne kretser skje selv når uønsket. For eksempel, når noe er koblet fra eller koblet fra, har vi en åpen kretstilstand.

Kortslutninger skjer også selv når uønskede. For eksempel, hvis en kontakt øyeblikk shorts over to terminaler som det blir satt inn, eller en liten metall barbering ender opp på feil sted, vil vi ha en kortslutning tilstand.

der det er mulig, bør vi designe for åpne og kortslutninger som skal skje på forskjellige steder i kretsen, spesielt ved eventuelle eksponerte innganger og utganger. Vi bør utforme slik at eventuelle feil er midlertidige og / eller utvinnbare, for eksempel med en bryter.

Bruk i Produksjon

Tilsiktet R=0 Ω motstander (kortslutning) er noen ganger lagt til et kretskort fordi designeren ønsker fleksibilitet til å endre verdien uten å måtte redesigne kretskortet senere hvis de ønsker å legge til noen ikke-null serie motstand (eller annen serie komponent) i fremtiden.på Samme måte legges tilsiktede jumper pads (åpen krets) noen ganger til fordi designeren ønsker fleksibiliteten til å koble til en seksjon senere, kanskje for å legge til en parallell motstand.

Begge disse kan tillate fleksible endringer mens de deler de samme produksjonsutgiftene. Dette holder enhetskostnadene lave og unngår dyr redesign tid.

Hva Er Neste

I neste avsnitt, Thevenin-Ekvivalente Og Norton-Ekvivalente Kretser, ser Vi hvordan to-terminalkonseptet kan brukes til å lage en forenklet tilnærming av det som er i» black box circuit » merket ovenfor.