Articles

2.17 circuit deschis și scurtcircuit

Ultimate Electronics: proiectare și analiză practică a circuitului
comportament Special la cele două extreme ale rezistenței: zero și infinit. 4 min read

circuitul deschis și scurtcircuitul sunt doi termeni speciali care reprezintă extreme opuse ale liniei numărului de rezistență.

ne putem uita la un circuit uitându-ne la orice pereche de terminale expuse:

în contextul oricăror două terminale ale unui circuit:

un scurtcircuit implică faptul că cele două terminale sunt conectate extern cu rezistența R=0, la fel ca un fir ideal. Aceasta înseamnă că există o diferență de tensiune zero pentru orice valoare curentă. (Rețineți că firele reale au rezistență diferită de zero!)

un circuit deschis implică faptul că cele două borne sunt puncte sunt deconectate extern, ceea ce este echivalent cu o rezistență R=XV. Aceasta înseamnă că curentul zero poate curge între cele două terminale, indiferent de diferența de tensiune. (Rețineți că tensiunile foarte mari pot provoca curgerea arcurilor de curent chiar și pe goluri mari de aer sau vid!)

conceptul de a privi în două terminale ale unui circuit și de a privi comportamentul la aceste două extreme este unul puternic.

atât în teorie, cât și în practică, cuvântul „extern” nu are o semnificație specifică. Este o limită arbitrară pentru a separa comportamentul” original ” al unui circuit de noul comportament atunci când facem anumite modificări la orice pereche de noduri. Această limită artificială consideră că restul circuitului, părțile interne ale cutiei negre, sunt nemodificate. Făcând această presupunere, putem face doar o mică schimbare externă cutiei negre și să vedem efectul acesteia asupra cutiei negre.

utilizare în măsurarea practică

un voltmetru ideal este circuitul deschis. Un circuit deschis este o aproximare limitativă pentru un voltmetru real, care va avea o rezistență mare (dar nu infinită).

un ampermetru ideal este scurtcircuitul. Un scurtcircuit este o aproximare limitativă pentru un ampermetru real, care va avea o rezistență mică (dar nu zero).

vezi multimetrele& secțiunea măsurători pentru mai multe.

utilizare în analiza teoretică

la fel cum un voltmetru și ampermetru măsoară prin conectarea a două sonde la un circuit, analiza teoretică este adesea realizată uitându-se la doar două noduri ale unui circuit.

circuitul deschis și scurtcircuitul oferă două puncte utile pe curba V-I.

în special:

  • tensiunea circuitului deschis este diferența de tensiune măsurată între două borne atunci când nu este tras sau Furnizat curent.
  • curentul de scurtcircuit este curentul care curge atunci când bornele sunt forțate să aibă o diferență de tensiune zero.

vom folosi aceste două valori în circuitele echivalente venin și Norton echivalente.

utilizare în design Robust

în design practic, am dori ca circuitele pe care le construim să supraviețuiască atât condițiilor normale pentru care sunt proiectate, cât și unor condiții neobișnuite care se întâmplă ocazional, dar nu ar trebui să li se permită să provoace daune permanente.

circuitele deschise se întâmplă chiar și atunci când sunt nedorite. De exemplu, ori de câte ori ceva este deconectat sau deconectat, avem o stare de circuit deschis.

scurtcircuitele se întâmplă chiar și atunci când sunt nedorite. De exemplu, dacă un conector se scurtează momentan pe două terminale pe măsură ce este introdus sau dacă un bărbierit mic de metal ajunge în locul greșit, vom avea o condiție de scurtcircuit.acolo unde este posibil, ar trebui să proiectăm ca circuitele deschise și scurtcircuitele să se întâmple în diferite locuri din circuit, în special la orice intrări și ieșiri expuse. Ar trebui să proiectăm astfel încât orice defecțiuni să fie temporare și/sau recuperabile, cum ar fi cu un întrerupător de circuit.

utilizare în fabricație

intenționat R=0 rezistențe (scurtcircuit) sunt uneori adăugate la o placă de circuite imprimate, deoarece proiectantul dorește flexibilitatea de a schimba valoarea fără a fi nevoie să reproiecteze placa de circuite imprimate mai târziu dacă doresc să adauge o rezistență de serie diferită de zero (sau altă componentă de serie) în viitor.în mod similar, plăcuțele de jumper intenționate (circuit deschis) sunt uneori adăugate, deoarece proiectantul dorește flexibilitatea de a conecta o secțiune mai târziu, poate pentru a adăuga o rezistență paralelă.

ambele pot permite schimbări flexibile în timp ce împart aceleași costuri generale de fabricație. Acest lucru menține costurile unitare scăzute și evită timpul scump de reproiectare.

ce urmează

în secțiunea următoare, circuite echivalente Thevenin și echivalente Norton, vom vedea cum conceptul cu două terminale poate fi aplicat pentru a face o aproximare simplificată a ceea ce este în „circuitul cutiei negre” etichetat mai sus.