New

Jumat, 16 April 2010

Rumus daya listrik

Volume I - DC » 's HUKUM OHM »
Calculating electric power Menghitung daya listrik
We've seen the formula for determining the power in an electric circuit: by multiplying the voltage in "volts" by the current in "amps" we arrive at an answer in "watts." Kami telah melihat rumus untuk menentukan daya dalam rangkaian listrik: dengan mengalikan tegangan dalam "volt" oleh arus dalam "amp" kita sampai pada suatu jawaban "watt." Let's apply this to a circuit example: Mari kita terapkan ini untuk contoh sirkuit:

In the above circuit, we know we have a battery voltage of 18 volts and a lamp resistance of 3 Ω. Dalam rangkaian di atas, kita tahu bahwa kita memiliki tegangan baterai dari 18 volt dan daya lampu dari 3 Ω. Using Ohm's Law to determine current, we get: Menggunakan Hukum Ohm untuk menentukan saat ini, kita mendapatkan:

Now that we know the current, we can take that value and multiply it by the voltage to determine power: Sekarang kita tahu saat ini, kita dapat mengambil nilai itu dan kalikan dengan tegangan untuk menentukan daya:

Answer: the lamp is dissipating (releasing) 108 watts of power, most likely in the form of both light and heat. Jawaban: lampu adalah menghamburkan (merilis) 108 watt daya, kemungkinan besar dalam bentuk baik cahaya dan panas.
Let's try taking that same circuit and increasing the battery voltage to see what happens. Mari kita coba mengambil yang sama sirkuit dan meningkatkan tegangan baterai untuk melihat apa yang terjadi. Intuition should tell us that the circuit current will increase as the voltage increases and the lamp resistance stays the same. Intuisi harus memberitahu kita bahwa rangkaian arus akan meningkat dengan meningkatnya tegangan dan hambatan lampu tetap sama. Likewise, the power will increase as well: Demikian pula, daya akan meningkat juga:

Now, the battery voltage is 36 volts instead of 18 volts. Sekarang, tegangan baterai 36 volt bukan 18 volt. The lamp is still providing 3 Ω of electrical resistance to the flow of electrons. Lampu masih menyediakan 3 Ω perlawanan terhadap aliran listrik elektron. The current is now: Arus sekarang:

This stands to reason: if I = E/R, and we double E while R stays the same, the current should double. Hal ini cukup beralasan: jika I = E / R, dan kami E ganda sementara R tetap sama, arus harus ganda. Indeed, it has: we now have 12 amps of current instead of 6. Memang, memiliki: kita sekarang memiliki 12 amps dari sekarang bukan 6. Now, what about power? Sekarang, bagaimana dengan kekuasaan?

Notice that the power has increased just as we might have suspected, but it increased quite a bit more than the current. Perhatikan bahwa kekuasaan telah meningkat seperti kita mungkin curiga, tapi cukup meningkat sedikit lebih dari sekarang. Why is this? Mengapa demikian? Because power is a function of voltage multiplied by current, and both voltage and current doubled from their previous values, the power will increase by a factor of 2 x 2, or 4. Karena kekuasaan merupakan fungsi dari tegangan dikalikan dengan arus, dan keduanya tegangan dan arus dua kali lipat dari nilai sebelumnya, daya akan meningkat dengan faktor 2 2, x atau 4. You can check this by dividing 432 watts by 108 watts and seeing that the ratio between them is indeed 4. Anda dapat memeriksa ini dengan membagi 432 watt dengan 108 watt, dan melihat bahwa rasio antara mereka memang 4.
Using algebra again to manipulate the formulae, we can take our original power formula and modify it for applications where we don't know both voltage and current: Menggunakan aljabar lagi untuk memanipulasi formula, kita bisa mengambil rumus kekuatan asli kita dan memodifikasi untuk aplikasi di mana kita tidak tahu baik tegangan dan arus:
If we only know voltage (E) and resistance (R): Jika kita hanya tahu tegangan (E) dan resistensi (R):

If we only know current (I) and resistance (R): Jika kita hanya tahu saat ini (I) dan resistensi (R):

An historical note: it was James Prescott Joule, not Georg Simon Ohm, who first discovered the mathematical relationship between power dissipation and current through a resistance. Sebuah catatan sejarah: itu adalah James Prescott Joule, tidak Georg Simon Ohm, yang pertama kali menemukan hubungan matematis antara disipasi daya dan arus melalui resistensi. This discovery, published in 1841, followed the form of the last equation (P = I 2 R), and is properly known as Joule's Law. Penemuan ini, yang diterbitkan pada tahun 1841, mengikuti bentuk persamaan terakhir (P = I 2 R), dan benar dikenal sebagai Hukum Joule. However, these power equations are so commonly associated with the Ohm's Law equations relating voltage, current, and resistance (E=IR ; I=E/R ; and R=E/I) that they are frequently credited to Ohm. Namun, persamaan kekuasaan begitu umumnya terkait dengan persamaan Hukum Ohm berkaitan tegangan, arus, dan hambatan (E = IR, I = E / R, dan R = E / I) bahwa mereka sering dikreditkan untuk Ohm.

REVIEW: TINJAUAN:
Power measured in watts , symbolized by the letter "W". Power diukur dalam watt, dilambangkan dengan huruf "W".
Joule's Law: P = I 2 R ; P = IE ; P = E 2 /R Hukum Joule: P = I 2 R, P = IE; P = E 2 / R
Resistor
Because the relationship between voltage, current, and resistance in any circuit is so regular, we can reliably control any variable in a circuit simply by controlling the other two. Karena hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan dalam setiap sirkuit sangat biasa, kami dipercaya bisa mengendalikan setiap variabel dalam sebuah rangkaian hanya dengan mengendalikan dua lainnya. Perhaps the easiest variable in any circuit to control is its resistance. Mungkin variabel termudah dalam setiap sirkuit kontrol hambatannya. This can be done by changing the material, size, and shape of its conductive components (remember how the thin metal filament of a lamp created more electrical resistance than a thick wire?). Hal ini dapat dilakukan dengan mengubah bahan, ukuran, dan bentuk dari komponen konduktif nya (ingat bagaimana filamen lampu logam tipis yang dibuat lebih tahan listrik dari kawat tebal?).
Special components called resistors are made for the express purpose of creating a precise quantity of resistance for insertion into a circuit. Khusus komponen disebut resistor dibuat dengan tujuan menciptakan resistensi kuantitas yang tepat untuk dimasukkan ke dalam rangkaian. They are typically constructed of metal wire or carbon, and engineered to maintain a stable resistance value over a wide range of environmental conditions. Mereka biasanya terbuat dari kawat logam atau karbon, dan direkayasa untuk mempertahankan nilai resistansi stabil selama berbagai kondisi lingkungan. Unlike lamps, they do not produce light, but they do produce heat as electric power is dissipated by them in a working circuit. Tidak seperti lampu, mereka tidak menghasilkan cahaya, tetapi mereka menghasilkan panas sebagai tenaga listrik didisipasikan oleh mereka di sirkuit bekerja. Typically, though, the purpose of a resistor is not to produce usable heat, but simply to provide a precise quantity of electrical resistance. Biasanya, meskipun, tujuan resistor tidak menghasilkan panas yang berguna, tetapi hanya untuk memberikan jumlah yang tepat resistensi listrik.
The most common schematic symbol for a resistor is a zig-zag line: Simbol skematik yang paling umum untuk resistor adalah zig-zag line:

Resistor values in ohms are usually shown as an adjacent number, and if several resistors are present in a circuit, they will be labeled with a unique identifier number such as R 1 , R 2 , R 3 , etc. As you can see, resistor symbols can be shown either horizontally or vertically: nilai resistor dalam ohm biasanya ditampilkan sebagai nomor yang berdekatan, dan jika beberapa resistor hadir di sirkuit, mereka akan diberi label dengan nomor pengenal yang unik seperti R 1, R 2, R 3, dll Seperti yang Anda lihat, resistor simbol dapat ditampilkan baik secara horisontal maupun vertikal:

Real resistors look nothing like the zig-zag symbol. Resistor Real sama sekali tidak seperti zig-zag simbol. Instead, they look like small tubes or cylinders with two wires protruding for connection to a circuit. Sebaliknya, mereka tampak seperti tabung kecil atau silinder dengan dua kawat menonjol untuk koneksi ke rangkaian. Here is a sampling of different kinds and sizes of resistors: Berikut ini adalah contoh dari berbagai jenis dan ukuran resistor:

In keeping more with their physical appearance, an alternative schematic symbol for a resistor looks like a small, rectangular box: Sesuai lebih dengan penampilan fisik mereka, sebuah simbol skematik alternatif untuk resistor terlihat seperti kotak, kecil persegi panjang:

Resistors can also be shown to have varying rather than fixed resistances. Resistor juga dapat ditunjukkan memiliki beragam daripada resistensi tetap. This might be for the purpose of describing an actual physical device designed for the purpose of providing an adjustable resistance, or it could be to show some component that just happens to have an unstable resistance: Ini mungkin untuk tujuan menggambarkan perangkat fisik yang sebenarnya dirancang untuk tujuan memberikan perlawanan adjustable, atau bisa juga untuk menunjukkan beberapa komponen yang kebetulan memiliki resistensi tidak stabil:

In fact, any time you see a component symbol drawn with a diagonal arrow through it, that component has a variable rather than a fixed value. Bahkan, setiap kali Anda melihat simbol komponen digambar dengan panah diagonal melaluinya, komponen yang variabel bukan nilai tetap. This symbol "modifier" (the diagonal arrow) is standard electronic symbol convention. Simbol ini "pengubah" (tanda panah diagonal) adalah konvensi simbol standar elektronik.
Variable resistors must have some physical means of adjustment, either a rotating shaft or lever that can be moved to vary the amount of electrical resistance. Resistor Variabel harus memiliki beberapa sarana fisik penyesuaian, baik poros berputar atau tuas yang dapat dipindahkan ke bervariasi jumlah hambatan listrik. Here is a photograph showing some devices called potentiometers , which can be used as variable resistors: Berikut ini adalah foto yang menunjukkan beberapa perangkat yang disebut potensiometer, yang dapat digunakan sebagai variabel resistor:

Because resistors dissipate heat energy as the electric currents through them overcome the "friction" of their resistance, resistors are also rated in terms of how much heat energy they can dissipate without overheating and sustaining damage. Karena resistor menghilangkan energi panas sebagai arus listrik melalui mereka mengatasi gesekan "" perlawanan mereka, resistor juga dinilai dalam hal berapa banyak energi panas mereka bisa menghilang tanpa terlalu panas dan mempertahankan kerusakan. Naturally, this power rating is specified in the physical unit of "watts." Tentu, ini power rating ditentukan dalam unit fisik dari "watt." Most resistors found in small electronic devices such as portable radios are rated at 1/4 (0.25) watt or less. resistor Kebanyakan ditemukan di perangkat elektronik kecil seperti radio portabel dinilai pada 1 / 4 (0,25) watt atau kurang. The power rating of any resistor is roughly proportional to its physical size. Peringkat daya resistor setiap kira-kira sebanding dengan ukuran fisik. Note in the first resistor photograph how the power ratings relate with size: the bigger the resistor, the higher its power dissipation rating. Catatan dalam foto resistor pertama bagaimana peringkat daya berhubungan dengan ukuran: makin besar resistor, semakin tinggi kekuatannya disipasi rating. Also note how resistances (in ohms) have nothing to do with size! Juga perhatikan bagaimana resistensi (dalam ohm) tidak ada hubungannya dengan ukuran!
Although it may seem pointless now to have a device doing nothing but resisting electric current, resistors are extremely useful devices in circuits. Meskipun tampaknya sia-sia sekarang untuk memiliki perangkat melakukan apa-apa tapi menolak arus listrik, resistor adalah alat yang sangat berguna di sirkuit. Because they are simple and so commonly used throughout the world of electricity and electronics, we'll spend a considerable amount of time analyzing circuits composed of nothing but resistors and batteries. Karena mereka adalah sederhana dan sangat umum digunakan di seluruh dunia listrik dan elektronik, kita akan menghabiskan banyak waktu menganalisis rangkaian hanya terdiri dari resistor, dan baterai.
For a practical illustration of resistors' usefulness, examine the photograph below. Untuk ilustrasi praktis kegunaan resistor ", memeriksa foto di bawah ini. It is a picture of a printed circuit board , or PCB : an assembly made of sandwiched layers of insulating phenolic fiber-board and conductive copper strips, into which components may be inserted and secured by a low-temperature welding process called "soldering." Ini adalah gambar papan sirkuit tercetak, atau PCB: pertemuan yang terbuat dari lapisan terjepit dari papan isolasi fenolik-serat dan tembaga strip konduktif, di mana komponen dapat dimasukkan dan dijamin dengan proses las suhu-rendah disebut "penyolderan." The various components on this circuit board are identified by printed labels. Berbagai komponen pada papan sirkuit yang diidentifikasi dengan label dicetak. Resistors are denoted by any label beginning with the letter "R". Resistor dilambangkan dengan label apapun yang dimulai dengan huruf "R".

This particular circuit board is a computer accessory called a "modem," which allows digital information transfer over telephone lines. Ini papan sirkuit tertentu aksesori komputer disebut modem "," yang memungkinkan mentransfer informasi digital melalui saluran telepon. There are at least a dozen resistors (all rated at 1/4 watt power dissipation) that can be seen on this modem's board. Ada setidaknya selusin resistor (semua peringkat 1 / 4 watt disipasi daya) yang dapat dilihat di forum ini modem. Every one of the black rectangles (called "integrated circuits" or "chips") contain their own array of resistors for their internal functions, as well. Setiap salah satu persegi panjang hitam (disebut "sirkuit terpadu" atau "chip") mengandung array resistor mereka sendiri untuk fungsi-fungsi internal mereka, juga.
Another circuit board example shows resistors packaged in even smaller units, called "surface mount devices." Contoh lain papan sirkuit menunjukkan resistor dikemas dalam satuan lebih kecil, yang disebut "permukaan mount perangkat." This particular circuit board is the underside of a personal computer hard disk drive, and once again the resistors soldered onto it are designated with labels beginning with the letter "R": Ini papan sirkuit tertentu bagian bawah sebuah komputer pribadi hard disk drive, dan sekali lagi ke solder resistor itu ditujukan dengan label yang dimulai dengan huruf "R":

There are over one hundred surface-mount resistors on this circuit board, and this count of course does not include the number of resistors internal to the black "chips." Ada lebih dari seratus permukaan-mount resistor pada papan sirkuit, dan jumlah ini tentu saja tidak termasuk jumlah resistor internal ke "chip hitam." These two photographs should convince anyone that resistors -- devices that "merely" oppose the flow of electrons -- are very important components in the realm of electronics! Kedua foto harus meyakinkan orang bahwa resistor - perangkat yang "hanya" melawan aliran elektron - adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik!
In schematic diagrams, resistor symbols are sometimes used to illustrate any general type of device in a circuit doing something useful with electrical energy. Dalam skema diagram, simbol resistor kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan semua jenis umum perangkat di sirkuit yang melakukan sesuatu yang berguna dengan energi listrik. Any non-specific electrical device is generally called a load , so if you see a schematic diagram showing a resistor symbol labeled "load," especially in a tutorial circuit diagram explaining some concept unrelated to the actual use of electrical power, that symbol may just be a kind of shorthand representation of something else more practical than a resistor. Setiap spesifik listrik perangkat-non umumnya disebut suatu beban, jadi jika Anda melihat diagram skematik yang menunjukkan simbol resistor berlabel "beban," terutama dalam diagram rangkaian tutorial menjelaskan beberapa konsep yang tidak terkait dengan penggunaan tenaga listrik yang sebenarnya, simbol yang mungkin hanya menjadi semacam representasi singkat dari sesuatu yang lain lebih praktis daripada resistor.
To summarize what we've learned in this lesson, let's analyze the following circuit, determining all that we can from the information given: Untuk meringkas apa yang telah kita pelajari dalam pelajaran ini, mari kita menganalisis rangkaian berikut, menentukan semua yang kita dapat dari informasi yang diberikan:

All we've been given here to start with is the battery voltage (10 volts) and the circuit current (2 amps). Semua kita telah diberikan di sini untuk mulai dengan adalah tegangan baterai (10 volt) dan rangkaian arus (2 amp). We don't know the resistor's resistance in ohms or the power dissipated by it in watts. Kita tidak tahu resistensi resistor dalam ohm atau kekuatan didisipasi oleh itu dalam watt. Surveying our array of Ohm's Law equations, we find two equations that give us answers from known quantities of voltage and current: Survei array kita persamaan Hukum Ohm, kita menemukan dua persamaan yang memberikan kita jawaban dari diketahui jumlah tegangan dan arus:

Inserting the known quantities of voltage (E) and current (I) into these two equations, we can determine circuit resistance (R) and power dissipation (P): Memasukkan diketahui jumlah tegangan (E) dan arus (I) ke dalam dua persamaan, kita dapat menentukan resistansi sirkuit (R) dan disipasi daya (P):

For the circuit conditions of 10 volts and 2 amps, the resistor's resistance must be 5 Ω. Untuk kondisi sirkuit sebesar 10 volt dan 2 ampli, perlawanan itu harus resistor 5 Ω. If we were designing a circuit to operate at these values, we would have to specify a resistor with a minimum power rating of 20 watts, or else it would overheat and fail. Jika kami mendisain sirkuit untuk beroperasi pada nilai-nilai ini, kita harus menentukan sebuah resistor dengan rating daya minimum 20 watt, atau yang lain itu akan panas dan gagal.
REVIEW: TINJAUAN:
Devices called resistors are built to provide precise amounts of resistance in electric circuits. Perangkat disebut resistor dibangun untuk memberikan jumlah yang tepat perlawanan dalam sirkuit listrik. Resistors are rated both in terms of their resistance (ohms) and their ability to dissipate heat energy (watts). Resistor dinilai baik dalam hal ketahanan mereka (ohm) dan kemampuan mereka untuk mengusir energi panas (watt).
Resistor resistance ratings cannot be determined from the physical size of the resistor(s) in question, although approximate power ratings can. peringkat resistensi resistor tidak dapat ditentukan dari ukuran fisik dari resistor (s) yang bersangkutan, meskipun peringkat daya perkiraan bisa. The larger the resistor is, the more power it can safely dissipate without suffering damage. Semakin besar resistor adalah, semakin besar kekuatan dengan aman dapat menghilang tanpa menderita kerusakan.
Any device that performs some useful task with electric power is generally known as a load . Setiap perangkat yang menjalankan beberapa tugas yang berguna dengan tenaga listrik secara umum dikenal sebagai sebuah beban. Sometimes resistor symbols are used in schematic diagrams to designate a non-specific load, rather than an actual resistor. Kadang-kadang simbol resistor digunakan dalam skema diagram untuk menentukan beban non-spesifik, dan bukan sebuah resistor yang sebenarnya.
Nonlinear konduksi
"Advances are made by answering questions. Discoveries are made by questioning answers." "Uang muka yang dibuat oleh menjawab pertanyaan jawaban. Discoveries dibuat dengan mempertanyakan."
Bernhard Haisch, Astrophysicist Bernhard Haisch, Astrofisikawan
Ohm's Law is a simple and powerful mathematical tool for helping us analyze electric circuits, but it has limitations, and we must understand these limitations in order to properly apply it to real circuits. Hukum Ohm adalah alat matematika sederhana dan kuat untuk membantu kita menganalisis rangkaian listrik, tetapi memiliki keterbatasan, dan kita harus memahami keterbatasan ini untuk benar menerapkannya ke sirkuit nyata. For most conductors, resistance is a rather stable property, largely unaffected by voltage or current. Untuk konduktor kebanyakan, resistensi adalah properti agak stabil, tidak akan terpengaruh oleh tegangan atau arus. For this reason we can regard the resistance of many circuit components as a constant, with voltage and current being directly related to each other. Untuk alasan ini kami dapat menganggap resistensi dari banyak komponen sirkuit sebagai suatu konstanta, dengan tegangan dan arus secara langsung berhubungan satu sama lain.
For instance, our previous circuit example with the 3 Ω lamp, we calculated current through the circuit by dividing voltage by resistance (I=E/R). Misalnya, sebelumnya kami sirkuit misalnya dengan lampu 3 Ω, kami dihitung arus melalui rangkaian dengan membagi tegangan dengan perlawanan (I = E / R). With an 18 volt battery, our circuit current was 6 amps. Dengan baterai 18 volt, rangkaian kami saat ini adalah 6 amp. Doubling the battery voltage to 36 volts resulted in a doubled current of 12 amps. Penggandaan tegangan baterai sampai 36 volt menghasilkan dua kali lipat saat ini dari 12 amp. All of this makes sense, of course, so long as the lamp continues to provide exactly the same amount of friction (resistance) to the flow of electrons through it: 3 Ω. Semua ini masuk akal, tentu saja, selama lampu terus memberikan jumlah yang sama persis gesekan (resistensi) terhadap aliran elektron melalui ini: 3 Ω.

However, reality is not always this simple. Namun, realitas ini tidak selalu sederhana. One of the phenomena explored in a later chapter is that of conductor resistance changing with temperature. Salah satu fenomena dieksplorasi dalam bab berikutnya adalah bahwa resistansi konduktor perubahan dengan suhu. In an incandescent lamp (the kind employing the principle of electric current heating a thin filament of wire to the point that it glows white-hot), the resistance of the filament wire will increase dramatically as it warms from room temperature to operating temperature. Dalam sebuah lampu pijar (jenis yang menggunakan prinsip arus listrik pemanas filamen tipis kawat ke titik yang bersinar putih-panas), resistansi kawat filamen akan meningkat secara dramatis karena hangat dari suhu ruang hingga suhu operasi. If we were to increase the supply voltage in a real lamp circuit, the resulting increase in current would cause the filament to increase temperature, which would in turn increase its resistance, thus preventing further increases in current without further increases in battery voltage. Jika kita adalah untuk meningkatkan suplai tegangan dalam sirkuit lampu yang nyata, menyebabkan kenaikan saat ini akan menyebabkan filamen untuk meningkatkan suhu, yang pada gilirannya akan meningkatkan ketahanan perusahaan, sehingga mencegah kenaikan lebih lanjut di saat ini tanpa kenaikan lebih lanjut dalam tegangan baterai. Consequently, voltage and current do not follow the simple equation "I=E/R" (with R assumed to be equal to 3 Ω) because an incandescent lamp's filament resistance does not remain stable for different currents. Akibatnya, tegangan dan arus tidak mengikuti persamaan sederhana "I = E / R" (dengan R diasumsikan sama dengan 3 Ω) karena hambatan filamen lampu pijar yang tidak tetap stabil untuk arus yang berbeda.
The phenomenon of resistance changing with variations in temperature is one shared by almost all metals, of which most wires are made. Fenomena resistensi perubahan dengan variasi suhu adalah salah satu dimiliki oleh hampir semua logam, kabel yang sebagian besar dibuat. For most applications, these changes in resistance are small enough to be ignored. Untuk sebagian besar aplikasi, perubahan-perubahan dalam perlawanan cukup kecil untuk diabaikan. In the application of metal lamp filaments, the change happens to be quite large. Pada aplikasi filamen lampu logam, mengubah kebetulan cukup besar.
This is just one example of "nonlinearity" in electric circuits. Ini hanyalah satu contoh dari "nonlinier" pada sirkuit listrik. It is by no means the only example. Hal ini tidak berarti hanya contoh. A "linear" function in mathematics is one that tracks a straight line when plotted on a graph. Sebuah "linear" fungsi dalam matematika adalah salah satu yang melacak garis lurus ketika diplot pada grafik. The simplified version of the lamp circuit with a constant filament resistance of 3 Ω generates a plot like this: Versi sederhana dari rangkaian lampu dengan tahanan filamen konstan dari 3 Ω menghasilkan plot seperti ini:

The straight-line plot of current over voltage indicates that resistance is a stable, unchanging value for a wide range of circuit voltages and currents. Plot garis lurus arus tegangan lebih menunjukkan resistensi yang nilai, stabil tidak berubah untuk berbagai macam sirkuit tegangan dan arus. In an "ideal" situation, this is the case. Dalam situasi "ideal", hal ini terjadi. Resistors, which are manufactured to provide a definite, stable value of resistance, behave very much like the plot of values seen above. Resistor, yang diproduksi untuk memberikan nilai, pasti stabil resistensi, berperilaku sangat mirip dengan plot nilai terlihat di atas. A mathematician would call their behavior "linear." matematika A akan menyebut perilaku mereka "linear."
A more realistic analysis of a lamp circuit, however, over several different values of battery voltage would generate a plot of this shape: Sebuah analisis yang lebih realistis dari sirkuit lampu Namun, selama beberapa nilai yang berbeda akan menghasilkan tegangan baterai sebidang bentuk ini:

The plot is no longer a straight line. Alur ceritanya tidak lagi menjadi garis lurus. It rises sharply on the left, as voltage increases from zero to a low level. Hal ini meningkat tajam di sebelah kiri, sebagai peningkatan tegangan dari nol sampai tingkat rendah. As it progresses to the right we see the line flattening out, the circuit requiring greater and greater increases in voltage to achieve equal increases in current. Seperti berkembang ke kanan kita melihat garis mendatar, sirkuit yang membutuhkan lebih besar dan lebih besar kenaikan tegangan untuk mencapai kenaikan yang sama di saat ini.
If we try to apply Ohm's Law to find the resistance of this lamp circuit with the voltage and current values plotted above, we arrive at several different values. Jika kita mencoba menerapkan Hukum Ohm untuk mengetahui ketahanan sirkuit ini lampu dengan tegangan dan arus nilai-nilai diplot di atas, kita sampai pada nilai-nilai yang berbeda. We could say that the resistance here is nonlinear , increasing with increasing current and voltage. Kita dapat mengatakan bahwa perlawanan di sini tidak linier, meningkat dengan meningkatnya arus dan tegangan. The nonlinearity is caused by the effects of high temperature on the metal wire of the lamp filament. nonlinier ini disebabkan oleh pengaruh suhu tinggi pada kawat logam dari filamen lampu.
Another example of nonlinear current conduction is through gases such as air. Contoh lain dari konduksi arus nonlinier adalah melalui gas seperti udara. At standard temperatures and pressures, air is an effective insulator. Pada suhu dan tekanan standar, udara merupakan insulator yang efektif. However, if the voltage between two conductors separated by an air gap is increased greatly enough, the air molecules between the gap will become "ionized," having their electrons stripped off by the force of the high voltage between the wires. Namun, jika tegangan antara dua konduktor yang dipisahkan oleh celah udara meningkat sangat cukup, molekul udara di antara celah itu akan menjadi "terionisasi," karena mereka melepaskan elektron oleh kekuatan tegangan tinggi antara kabel. Once ionized, air (and other gases) become good conductors of electricity, allowing electron flow where none could exist prior to ionization. Setelah terionisasi, udara (dan gas lainnya) menjadi konduktor baik listrik, sehingga aliran elektron dimana tidak ada yang bisa ada sebelum ionisasi. If we were to plot current over voltage on a graph as we did with the lamp circuit, the effect of ionization would be clearly seen as nonlinear: Jika kita plot saat ini lebih dari tegangan pada grafik seperti yang kita lakukan dengan rangkaian lampu, efek ionisasi akan jelas dilihat sebagai nonlinier:

The graph shown is approximate for a small air gap (less than one inch). Grafik yang ditampilkan adalah perkiraan untuk celah udara kecil (kurang dari satu inci). A larger air gap would yield a higher ionization potential, but the shape of the I/E curve would be very similar: practically no current until the ionization potential was reached, then substantial conduction after that. Sebuah celah udara yang lebih besar akan menghasilkan potensial ionisasi lebih tinggi, tetapi bentuk I / E kurva akan sangat mirip: praktis tidak ada arus sampai potensi ionisasi itu tercapai, maka konduksi substansial setelah itu.
Incidentally, this is the reason lightning bolts exist as momentary surges rather than continuous flows of electrons. Kebetulan, ini adalah alasan baut kilat sebagai sesaat ada lonjakan arus kontinu daripada elektron. The voltage built up between the earth and clouds (or between different sets of clouds) must increase to the point where it overcomes the ionization potential of the air gap before the air ionizes enough to support a substantial flow of electrons. Tegangan dibangun di antara bumi dan awan (atau antara set berbeda awan) harus meningkatkan ke titik di mana ia mengatasi potensi ionisasi dari celah udara sebelum udara mengionisasi cukup untuk mendukung aliran besar elektron. Once it does, the current will continue to conduct through the ionized air until the static charge between the two points depletes. Setelah itu terjadi, arus akan terus melakukan melalui udara terionisasi sampai listrik statis antara dua titik menghabiskannya. Once the charge depletes enough so that the voltage falls below another threshold point, the air de-ionizes and returns to its normal state of extremely high resistance. Setelah mengisi cukup menghabiskannya sehingga tegangan turun di bawah ambang batas titik lain, udara de-mengionisasi dan kembali ke keadaan normal resistansi yang sangat tinggi.
Many solid insulating materials exhibit similar resistance properties: extremely high resistance to electron flow below some critical threshold voltage, then a much lower resistance at voltages beyond that threshold. Banyak bahan isolasi padat menunjukkan sifat resistensi yang sama: perlawanan yang sangat tinggi terhadap aliran elektron di bawah ini beberapa tegangan ambang batas kritis, maka banyak perlawanan yang lebih rendah pada tegangan melebihi nilai ambang itu. Once a solid insulating material has been compromised by high-voltage breakdown , as it is called, it often does not return to its former insulating state, unlike most gases. Setelah bahan isolasi padat telah diganggu oleh-tegangan tembus tinggi, seperti yang disebut, sering kali tidak kembali ke negara mantan isolasi, tidak seperti kebanyakan gas. It may insulate once again at low voltages, but its breakdown threshold voltage will have been decreased to some lower level, which may allow breakdown to occur more easily in the future. Hal itu dapat melindungi sekali lagi pada tegangan rendah, tetapi kerusakan tegangan ambang yang akan telah menurun menjadi beberapa tingkat yang lebih rendah, yang dapat memungkinkan terjadi kerusakan lebih mudah di masa depan. This is a common mode of failure in high-voltage wiring: insulation damage due to breakdown. Ini adalah modus umum kegagalan dalam kabel tegangan tinggi: isolasi kerusakan karena kerusakan. Such failures may be detected through the use of special resistance meters employing high voltage (1000 volts or more). kegagalan tersebut dapat dideteksi melalui penggunaan meter resistensi khusus menggunakan tegangan tinggi (1000 volt atau lebih).
There are circuit components specifically engineered to provide nonlinear resistance curves, one of them being the varistor . Ada rangkaian komponen khusus dirancang untuk memberikan kurva resistansi nonlinier, salah satunya adalah Varistor tersebut. Commonly manufactured from compounds such as zinc oxide or silicon carbide, these devices maintain high resistance across their terminals until a certain "firing" or "breakdown" voltage (equivalent to the "ionization potential" of an air gap) is reached, at which point their resistance decreases dramatically. Umumnya diproduksi dari senyawa, seperti seng oksida atau silikon karbida, perangkat ini mempertahankan ketahanan tinggi di terminal mereka sampai menembak "tertentu" atau "breakdown" tegangan (setara dengan potensi ionisasi "" dari celah udara) tercapai, di mana titik perlawanan mereka menurun secara drastis. Unlike the breakdown of an insulator, varistor breakdown is repeatable: that is, it is designed to withstand repeated breakdowns without failure. Berbeda dengan rincian isolator, kerusakan Varistor adalah diulangi: artinya, dirancang untuk menahan kerusakan ulang tanpa gagal. A picture of a varistor is shown here: Sebuah gambar Varistor adalah yang ditampilkan di sini:

There are also special gas-filled tubes designed to do much the same thing, exploiting the very same principle at work in the ionization of air by a lightning bolt. Ada juga tabung gas yang penuh khusus dirancang untuk melakukan hal yang sama, mengeksploitasi prinsip yang sama di tempat kerja di ionisasi udara oleh petir.
Other electrical components exhibit even stranger current/voltage curves than this. Komponen listrik lain menunjukkan bahkan orang asing arus / tegangan kurva daripada ini. Some devices actually experience a decrease in current as the applied voltage increases . Beberapa perangkat sebenarnya mengalami penurunan arus dengan meningkatnya tegangan yang diberikan. Because the slope of the current/voltage for this phenomenon is negative (angling down instead of up as it progresses from left to right), it is known as negative resistance . Karena kemiringan tegangan / arus untuk fenomena ini adalah negatif (miring ke bawah bukannya naik seperti berlangsung dari kiri ke kanan), ini dikenal sebagai resistensi negatif.

Most notably, high-vacuum electron tubes known as tetrodes and semiconductor diodes known as Esaki or tunnel diodes exhibit negative resistance for certain ranges of applied voltage. Terutama, tinggi tabung vakum elektron dikenal sebagai tetrodes dan diode semikonduktor yang dikenal sebagai Esaki atau terowongan dioda menunjukkan resistensi negatif untuk rentang tegangan tertentu diterapkan.
Ohm's Law is not very useful for analyzing the behavior of components like these where resistance varies with voltage and current. Hukum Ohm tidak sangat berguna untuk menganalisis perilaku komponen seperti ini di mana resistensi bervariasi dengan tegangan dan arus. Some have even suggested that "Ohm's Law" should be demoted from the status of a "Law" because it is not universal. Beberapa bahkan menyatakan bahwa "Hukum Ohm" harus diturunkan dari status "Hukum" karena tidak universal. It might be more accurate to call the equation (R=E/I) a definition of resistance , befitting of a certain class of materials under a narrow range of conditions. Ini mungkin lebih akurat untuk memanggil persamaan (R = E / I) definisi resistensi, cocok dari suatu kelas tertentu bahan di bawah berbagai kondisi sempit.
For the benefit of the student, however, we will assume that resistances specified in example circuits are stable over a wide range of conditions unless otherwise specified. Untuk kepentingan mahasiswa, namun, kami akan mengasumsikan bahwa resistensi ditentukan dalam contoh sirkuit yang stabil melalui berbagai kondisi kecuali dinyatakan khusus. I just wanted to expose you to a little bit of the complexity of the real world, lest I give you the false impression that the whole of electrical phenomena could be summarized in a few simple equations. Aku hanya ingin mengekspos Anda untuk sedikit kerumitan dunia nyata, supaya aku memberikan kesan bahwa seluruh fenomena listrik bisa diringkas dalam sebuah persamaan sederhana.
REVIEW: TINJAUAN:
The resistance of most conductive materials is stable over a wide range of conditions, but this is not true of all materials. Hambatan bahan yang paling konduktif stabil melalui berbagai kondisi, tetapi ini tidak benar semua bahan.
Any function that can be plotted on a graph as a straight line is called a linear function. Setiap fungsi yang dapat diplot pada sebuah grafik sebagai garis lurus disebut fungsi linier. For circuits with stable resistances, the plot of current over voltage is linear (I=E/R). Untuk rangkaian dengan resistensi stabil, plot arus lebih tegangan linier (I = E / R).
In circuits where resistance varies with changes in either voltage or current, the plot of current over voltage will be nonlinear (not a straight line). Di sirkuit mana resistensi bervariasi dengan perubahan tegangan baik atau saat ini, alur arus tegangan lebih akan nonlinier (bukan garis lurus).
A varistor is a component that changes resistance with the amount of voltage impressed across it. Varistor adalah komponen yang resistensi perubahan dengan jumlah tegangan terkesan di atasnya. With little voltage across it, its resistance is high. Dengan tegangan kecil di atasnya, ketahanan tinggi. Then, at a certain "breakdown" or "firing" voltage, its resistance decreases dramatically. Kemudian, di breakdown "tertentu" atau "menembak" tegangan, ketahanan menurun secara drastis.
Negative resistance is where the current through a component actually decreases as the applied voltage across it is increased. resistensi negatif dimana saat ini melalui komponen sebenarnya menurun bila tegangan diterapkan di atasnya meningkat. Some electron tubes and semiconductor diodes (most notably, the tetrode tube and the Esaki , or tunnel diode, respectively) exhibit negative resistance over a certain range of voltages. Beberapa tabung elektron dan dioda semikonduktor (terutama, tabung tetrode dan Esaki, atau dioda terowongan, masing-masing) menunjukkan resistensi negatif pada rentang tegangan tertentu.
Sirkuit kabel
So far, we've been analyzing single-battery, single-resistor circuits with no regard for the connecting wires between the components, so long as a complete circuit is formed. Sejauh ini, kita telah menganalisis satu baterai, satu-resistor rangkaian tanpa memperhatikan kabel menghubungkan antar komponen, sehingga selama sirkuit lengkap terbentuk. Does the wire length or circuit "shape" matter to our calculations? Apakah panjang kabel atau sirkuit "bentuk" materi untuk perhitungan kami? Let's look at a couple of circuit configurations and find out: Mari kita lihat beberapa konfigurasi sirkuit dan mencari tahu:

When we draw wires connecting points in a circuit, we usually assume those wires have negligible resistance. Ketika kita menarik kawat menghubungkan titik-titik di sirkuit, kita biasanya mengasumsikan kabel tersebut memiliki ketahanan yang diabaikan. As such, they contribute no appreciable effect to the overall resistance of the circuit, and so the only resistance we have to contend with is the resistance in the components. Dengan demikian, mereka tidak memberikan kontribusi yang cukup berpengaruh pada ketahanan keseluruhan sirkuit, sehingga hanya perlawanan kita harus bersaing dengan adalah resistansi dalam komponen. In the above circuits, the only resistance comes from the 5 Ω resistors, so that is all we will consider in our calculations. Dalam rangkaian di atas, resistensi hanya berasal dari 5 Ω resistor, sehingga semua kita akan mempertimbangkan dalam perhitungan kami. In real life, metal wires actually do have resistance (and so do power sources!), but those resistances are generally so much smaller than the resistance present in the other circuit components that they can be safely ignored. Dalam kehidupan nyata, kawat logam sebenarnya memiliki resistensi (dan begitu juga sumber daya!), Tetapi mereka resistensi umumnya jauh lebih kecil daripada sekarang resistensi di sirkuit komponen lain yang mereka dapat diabaikan dengan aman. Exceptions to this rule exist in power system wiring, where even very small amounts of conductor resistance can create significant voltage drops given normal (high) levels of current. Pengecualian terhadap peraturan ini ada di kabel daya sistem, di mana bahkan jumlah yang sangat kecil resistansi konduktor dapat membuat tegangan signifikan tetes diberikan normal (tinggi) tingkat saat ini.
If connecting wire resistance is very little or none, we can regard the connected points in a circuit as being electrically common . Jika hambatan kawat menghubungkan sangat sedikit atau tidak ada, kita dapat menganggap poin terhubung dalam sebuah sirkuit listrik sebagai umum. That is, points 1 and 2 in the above circuits may be physically joined close together or far apart, and it doesn't matter for any voltage or resistance measurements relative to those points. Artinya, poin 1 dan 2 di sirkuit di atas dapat bergabung secara fisik berdekatan atau berjauhan, dan tidak peduli untuk setiap tegangan atau hambatan pengukuran relatif terhadap titik-titik. The same goes for points 3 and 4. Hal yang sama berlaku untuk poin 3 dan 4. It is as if the ends of the resistor were attached directly across the terminals of the battery, so far as our Ohm's Law calculations and voltage measurements are concerned. Seolah-olah ujung resistor itu terpasang tepat di seberang terminal baterai, sejauh perhitungan kami Ohm Hukum dan pengukuran tegangan yang bersangkutan. This is useful to know, because it means you can re-draw a circuit diagram or re-wire a circuit, shortening or lengthening the wires as desired without appreciably impacting the circuit's function. Hal ini berguna untuk mengetahui, karena itu berarti Anda dapat kembali menggambar diagram sirkuit atau re-kawat sirkuit, memperpendek atau memperpanjang kabel yang diinginkan tanpa mempengaruhi fungsi appreciably sirkuit. All that matters is that the components attach to each other in the same sequence. Yang penting adalah bahwa komponen melekat satu sama lain dalam urutan yang sama.
It also means that voltage measurements between sets of "electrically common" points will be the same. Ini juga berarti bahwa tegangan pengukuran antara set "elektrik umum" poin akan sama. That is, the voltage between points 1 and 4 (directly across the battery) will be the same as the voltage between points 2 and 3 (directly across the resistor). Artinya, tegangan antara titik 1 dan 4 (tepat di seberang baterai) akan sama dengan tegangan antara titik 2 dan 3 (tepat di seberang resistor). Take a close look at the following circuit, and try to determine which points are common to each other: Perhatikan di sirkuit berikut, dan mencoba untuk menentukan titik-titik yang umum untuk satu sama lain:

Here, we only have 2 components excluding the wires: the battery and the resistor. Di sini, kita hanya memiliki 2 komponen termasuk kabel: baterai dan resistor. Though the connecting wires take a convoluted path in forming a complete circuit, there are several electrically common points in the electrons' path. Meskipun menghubungkan kabel mengambil jalur yang berbelit-belit dalam membentuk rangkaian lengkap, ada beberapa poin elektrik umum di jalan elektron '. Points 1, 2, and 3 are all common to each other, because they're directly connected together by wire. Poin 1, 2, dan 3 semua umum satu sama lain, karena mereka secara langsung terhubung bersama-sama oleh kawat. The same goes for points 4, 5, and 6. Hal yang sama berlaku untuk poin 4, 5, dan 6.
The voltage between points 1 and 6 is 10 volts, coming straight from the battery. Tegangan antara titik 1 dan 6 adalah 10 volt, yang datang langsung dari baterai. However, since points 5 and 4 are common to 6, and points 2 and 3 common to 1, that same 10 volts also exists between these other pairs of points: Namun, karena poin 5 dan 4 yang umum sampai 6, dan poin 2 dan 3 umum untuk 1, yang sama 10 volt juga ada antara pasangan lainnya poin:

Between points 1 and 4 = 10 volts Antara titik 1 dan 4 = 10 volt
Between points 2 and 4 = 10 volts Antara poin 2 dan 4 = 10 volt
Between points 3 and 4 = 10 volts (directly across the resistor) Antara titik 3 dan 4 = 10 volt (tepat di seberang resistor)
Between points 1 and 5 = 10 volts Antara titik 1 dan 5 = 10 volt
Between points 2 and 5 = 10 volts Antara poin 2 dan 5 = 10 volt
Between points 3 and 5 = 10 volts Antara poin 3 dan 5 = 10 volt
Between points 1 and 6 = 10 volts (directly across the battery) Antara titik 1 dan 6 = 10 volt (tepat di seberang baterai)
Between points 2 and 6 = 10 volts Antara poin 2 dan 6 = 10 volt
Between points 3 and 6 = 10 volts Antara poin 3 dan 6 = 10 volt

Since electrically common points are connected together by (zero resistance) wire, there is no significant voltage drop between them regardless of the amount of current conducted from one to the next through that connecting wire. Sejak elektrik poin umum dihubungkan bersama oleh (nol hambatan) kawat, tidak ada drop tegangan yang signifikan antara mereka terlepas dari jumlah saat ini dilakukan dari satu ke yang berikutnya melalui kawat penghubung. Thus, if we were to read voltages between common points, we should show (practically) zero: Jadi, jika kita membaca tegangan antara titik yang sama, kita harus menunjukkan (hampir) nol:

Between points 1 and 2 = 0 volts Points 1, 2, and 3 are Antara titik 1 dan 2 = 0 volt Poin 1, 2, dan 3
Between points 2 and 3 = 0 volts electrically common Antara poin 2 dan 3 = 0 volt elektrik umum
Between points 1 and 3 = 0 volts Antara titik 1 dan 3 = 0 volt

Between points 4 and 5 = 0 volts Points 4, 5, and 6 are Antara poin 4 dan 5 = 0 volt Poin 4, 5, dan 6
Between points 5 and 6 = 0 volts electrically common Antara poin 5 dan 6 = 0 elektrik umum volt
Between points 4 and 6 = 0 volts Antara poin 4 dan 6 = 0 volt

This makes sense mathematically, too. Ini masuk akal secara matematis juga. With a 10 volt battery and a 5 Ω resistor, the circuit current will be 2 amps. Dengan baterai 10 volt dan sebuah resistor 5 Ω, rangkaian arus akan 2 amp. With wire resistance being zero, the voltage drop across any continuous stretch of wire can be determined through Ohm's Law as such: Dengan resistensi kawat menjadi nol, jatuh tegangan yang terus-menerus setiap stretch kawat dapat ditentukan melalui Hukum Ohm seperti:

It should be obvious that the calculated voltage drop across any uninterrupted length of wire in a circuit where wire is assumed to have zero resistance will always be zero, no matter what the magnitude of current, since zero multiplied by anything equals zero. Harus jelas bahwa drop tegangan dihitung di setiap panjang tanpa gangguan dari kawat di sirkuit mana kawat diasumsikan memiliki resistensi nol selalu akan menjadi nol, apa pun besarnya arus, karena nol dikalikan dengan apa pun sama dengan nol.
Because common points in a circuit will exhibit the same relative voltage and resistance measurements, wires connecting common points are often labeled with the same designation. Karena poin umum di sirkuit akan menunjukkan tegangan yang relatif sama dan pengukuran resistansi, kawat menghubungkan titik-titik yang umum sering disebut dengan sebutan yang sama. This is not to say that the terminal connection points are labeled the same, just the connecting wires. Ini bukan untuk mengatakan bahwa titik terminal sambungan diberi label yang sama, hanya kabel penghubung. Take this circuit as an example: Ambil sirkuit ini sebagai contoh:

Points 1, 2, and 3 are all common to each other, so the wire connecting point 1 to 2 is labeled the same (wire 2) as the wire connecting point 2 to 3 (wire 2). Poin 1, 2, dan 3 semua umum satu sama lain, sehingga kabel yang menghubungkan titik 1-2 diberi label yang sama (kawat 2) sebagai kawat menghubungkan titik 2 sampai 3 (kawat 2). In a real circuit, the wire stretching from point 1 to 2 may not even be the same color or size as the wire connecting point 2 to 3, but they should bear the exact same label. Dalam rangkaian nyata, kawat yang membentang dari titik 1-2 bahkan mungkin tidak warna atau ukuran yang sama dengan kawat yang menghubungkan titik 2 ke 3, tetapi mereka harus menanggung label yang sama persis. The same goes for the wires connecting points 6, 5, and 4. Hal yang sama berlaku untuk menghubungkan kabel poin 6, 5, dan 4.
Knowing that electrically common points have zero voltage drop between them is a valuable troubleshooting principle. Mengetahui bahwa elektrik poin umum memiliki nol drop tegangan antara mereka adalah prinsip pemecahan masalah berharga. If I measure for voltage between points in a circuit that are supposed to be common to each other, I should read zero. Jika saya mengukur tegangan antara titik dalam sebuah sirkuit yang seharusnya umum untuk satu sama lain, aku harus membaca nol. If, however, I read substantial voltage between those two points, then I know with certainty that they cannot be directly connected together. Namun, jika saya membaca tegangan yang besar antara dua titik, lalu aku tahu dengan pasti bahwa mereka tidak dapat langsung dihubungkan bersama-sama. If those points are supposed to be electrically common but they register otherwise, then I know that there is an "open failure" between those points. Jika titik-titik yang seharusnya elektrik biasa tapi mereka mendaftar dinyatakan, maka aku tahu bahwa ada yang terbuka kegagalan "" antara titik-titik.
One final note: for most practical purposes, wire conductors can be assumed to possess zero resistance from end to end. Satu catatan akhir: untuk tujuan yang paling praktis, konduktor kawat dapat diasumsikan memiliki nol resistensi dari ujung ke ujung. In reality, however, there will always be some small amount of resistance encountered along the length of a wire, unless its a superconducting wire. Namun dalam kenyataannya, akan selalu ada beberapa jumlah kecil resistensi ditemui di sepanjang kawat, kecuali kawat superkonduktor tersebut. Knowing this, we need to bear in mind that the principles learned here about electrically common points are all valid to a large degree, but not to an absolute degree. Mengetahui hal ini, kita perlu diingat bahwa prinsip-prinsip umum pelajari di sini elektrik poin tentang semua berlaku untuk gelar besar, tetapi tidak untuk gelar mutlak. That is, the rule that electrically common points are guaranteed to have zero voltage between them is more accurately stated as such: electrically common points will have very little voltage dropped between them. Artinya, aturan bahwa elektrik poin umum dijamin memiliki nol tegangan antara mereka adalah lebih akurat dinyatakan sebagai seperti: umum poin elektrik akan memiliki tegangan sangat turun sedikit di antara mereka. That small, virtually unavoidable trace of resistance found in any piece of connecting wire is bound to create a small voltage across the length of it as current is conducted through. Itu kecil, menelusuri hampir tidak dapat dihindari resistensi ditemukan di setiap bagian dari menghubungkan kabel terikat untuk menciptakan tegangan kecil di seluruh panjangnya lancar dilakukan melalui. So long as you understand that these rules are based upon ideal conditions, you won't be perplexed when you come across some condition appearing to be an exception to the rule. Selama Anda memahami bahwa aturan ini didasarkan pada kondisi ideal, Anda tidak akan bingung ketika Anda menemukan beberapa kondisi yang muncul untuk menjadi perkecualian.
REVIEW: TINJAUAN:
Connecting wires in a circuit are assumed to have zero resistance unless otherwise stated. Menghubungkan kabel dalam sebuah sirkuit diasumsikan memiliki nol perlawanan kecuali dinyatakan lain.
Wires in a circuit can be shortened or lengthened without impacting the circuit's function -- all that matters is that the components are attached to one another in the same sequence. Kabel dalam sebuah sirkuit dapat dipersingkat atau diperpanjang tanpa mempengaruhi fungsi sirkuit - yang penting adalah bahwa komponen melekat satu sama lain dalam urutan yang sama.
Points directly connected together in a circuit by zero resistance (wire) are considered to be electrically common . Poin langsung terhubung bersama dalam rangkaian dengan nol resistensi (kawat) dianggap elektrik umum.
Electrically common points, with zero resistance between them, will have zero voltage dropped between them, regardless of the magnitude of current (ideally). Elektrik poin umum, dengan nol resistensi di antara mereka, akan memiliki tegangan nol menjatuhkan di antara mereka, terlepas dari besarnya arus (idealnya).
The voltage or resistance readings referenced between sets of electrically common points will be the same. Tegangan atau hambatan bacaan direferensikan antara set poin elektrik umum akan sama.
These rules apply to ideal conditions, where connecting wires are assumed to possess absolutely zero resistance. Aturan-aturan ini berlaku untuk kondisi ideal, di mana menghubungkan kabel diasumsikan benar-benar memiliki resistensi nol. In real life this will probably not be the case, but wire resistances should be low enough so that the general principles stated here still hold. Dalam kehidupan nyata ini mungkin tidak akan terjadi, tetapi resistensi kawat harus cukup rendah sehingga prinsip-prinsip umum lain di sini masih terus.
Polaritas tegangan tetes
We can trace the direction that electrons will flow in the same circuit by starting at the negative (-) terminal and following through to the positive (+) terminal of the battery, the only source of voltage in the circuit. Kita bisa melacak arah yang elektron akan mengalir di sirkuit yang sama dengan memulai pada negatif (-) terminal dan mengikuti sampai pada positif (+) terminal baterai, satu-satunya sumber tegangan pada rangkaian. From this we can see that the electrons are moving counter-clockwise, from point 6 to 5 to 4 to 3 to 2 to 1 and back to 6 again. Dari sini kita dapat melihat bahwa elektron bergerak berlawanan arah jarum jam, dari titik 6-5 sampai dengan 4 untuk 3-2 1 dan kembali ke 6 lagi.
As the current encounters the 5 Ω resistance, voltage is dropped across the resistor's ends. Seperti pertemuan arus hambatan 5 Ω, tegangan jatuh di ujung resistor itu. The polarity of this voltage drop is negative (-) at point 4 with respect to positive (+) at point 3. Polaritas dari drop tegangan negatif (-) pada titik 4 dengan hormat ke positif (+) pada titik 3. We can mark the polarity of the resistor's voltage drop with these negative and positive symbols, in accordance with the direction of current (whichever end of the resistor the current is entering is negative with respect to the end of the resistor it is exiting : Kita dapat menandai polaritas's tegangan drop resistor dengan lambang ini dan positif yang negatif, sesuai dengan arah arus (mana akhir dari resistor arus masuk adalah negatif sehubungan dengan akhir resistor itu keluar:

We could make our table of voltages a little more complete by marking the polarity of the voltage for each pair of points in this circuit: Kita bisa membuat tabel kita dari tegangan sedikit lebih lengkap dengan menandai polaritas tegangan untuk setiap pasang titik di sirkuit ini:

Between points 1 (+) and 4 (-) = 10 volts Antara titik 1 (+) dan 4 (-) = 10 volt
Between points 2 (+) and 4 (-) = 10 volts Antara poin 2 (+) dan 4 (-) = 10 volt
Between points 3 (+) and 4 (-) = 10 volts Antara titik 3 (+) dan 4 (-) = 10 volt
Between points 1 (+) and 5 (-) = 10 volts Antara titik 1 (+) dan 5 (-) = 10 volt
Between points 2 (+) and 5 (-) = 10 volts Antara poin 2 (+) dan 5 (-) = 10 volt
Between points 3 (+) and 5 (-) = 10 volts Antara titik 3 (+) dan 5 (-) = 10 volt
Between points 1 (+) and 6 (-) = 10 volts Antara titik 1 (+) dan 6 (-) = 10 volt
Between points 2 (+) and 6 (-) = 10 volts Antara poin 2 (+) dan 6 (-) = 10 volt
Between points 3 (+) and 6 (-) = 10 volts Antara titik 3 (+) dan 6 (-) = 10 volt

While it might seem a little silly to document polarity of voltage drop in this circuit, it is an important concept to master. Meski mungkin tampak agak bodoh untuk mendokumentasikan polaritas tegangan drop dalam rangkaian ini, merupakan konsep penting untuk menguasai. It will be critically important in the analysis of more complex circuits involving multiple resistors and/or batteries. Ini akan sangat penting dalam analisis rangkaian yang lebih kompleks melibatkan beberapa resistor dan / atau baterai.
It should be understood that polarity has nothing to do with Ohm's Law: there will never be negative voltages, currents, or resistance entered into any Ohm's Law equations! Perlu dipahami bahwa polaritas tidak ada hubungannya dengan Hukum Ohm: tidak akan pernah ada tegangan negatif, arus, atau mengadakan perlawanan apapun persamaan Hukum Ohm! There are other mathematical principles of electricity that do take polarity into account through the use of signs (+ or -), but not Ohm's Law. Ada prinsip-prinsip matematika lainnya listrik yang mengambil polaritas ke account melalui penggunaan tanda-tanda (+ atau -), tetapi tidak Hukum Ohm.
REVIEW: TINJAUAN:
The polarity of the voltage drop across any resistive component is determined by the direction of electron flow through it: negative entering, and positive exiting. Polaritas tegangan drop komponen resistif ditentukan oleh arah aliran elektron melalui itu: masuk negatif, dan keluar yang positif.
Komputer simulasi rangkaian listrik
Computers can be powerful tools if used properly, especially in the realms of science and engineering. Komputer bisa menjadi alat yang sangat kuat jika digunakan dengan baik, terutama di alam ilmu pengetahuan dan teknik. Software exists for the simulation of electric circuits by computer, and these programs can be very useful in helping circuit designers test ideas before actually building real circuits, saving much time and money. Ada software untuk simulasi rangkaian listrik oleh komputer, dan program-program ini dapat sangat berguna dalam membantu desainer sirkuit ide tes sebelum benar-benar membangun sirkuit nyata, menghemat banyak waktu dan uang.
These same programs can be fantastic aids to the beginning student of electronics, allowing the exploration of ideas quickly and easily with no assembly of real circuits required. Program-program yang sama bisa bantu fantastis untuk mahasiswa awal elektronik, yang memungkinkan eksplorasi ide dengan cepat dan mudah tanpa perakitan sirkuit nyata dibutuhkan. Of course, there is no substitute for actually building and testing real circuits, but computer simulations certainly assist in the learning process by allowing the student to experiment with changes and see the effects they have on circuits. Tentu saja, tidak ada pengganti sebenarnya untuk membangun dan menguji rangkaian nyata, tetapi simulasi komputer pasti membantu dalam proses belajar dengan memungkinkan siswa untuk percobaan dengan perubahan dan melihat efek yang mereka miliki di sirkuit. Throughout this book, I'll be incorporating computer printouts from circuit simulation frequently in order to illustrate important concepts. Sepanjang buku ini, aku akan menggabungkan cetakan komputer dari simulasi sirkuit sering untuk menggambarkan konsep penting. By observing the results of a computer simulation, a student can gain an intuitive grasp of circuit behavior without the intimidation of abstract mathematical analysis. Dengan mengamati hasil simulasi komputer, mahasiswa dapat memperoleh pemahaman intuitif perilaku rangkaian tanpa intimidasi analisis matematis abstrak.
To simulate circuits on computer, I make use of a particular program called SPICE, which works by describing a circuit to the computer by means of a listing of text. Untuk mensimulasikan sirkuit di komputer, aku memanfaatkan program tertentu yang disebut SPICE, yang bekerja dengan menggambarkan sebuah sirkuit komputer dengan cara daftar teks. In essence, this listing is a kind of computer program in itself, and must adhere to the syntactical rules of the SPICE language. Pada dasarnya, daftar ini adalah jenis program komputer sendiri, dan harus mematuhi aturan-aturan sintaksis bahasa SPICE. The computer is then used to process, or "run," the SPICE program, which interprets the text listing describing the circuit and outputs the results of its detailed mathematical analysis, also in text form. Komputer itu kemudian digunakan untuk proses, atau "lari," program SPICE, yang menafsirkan teks yang menjelaskan pencatatan sirkuit dan output hasil analisis matematis yang rinci, juga dalam bentuk teks. Many details of using SPICE are described in volume 5 ("Reference") of this book series for those wanting more information. Banyak rincian penggunaan SPICE dijelaskan dalam volume 5 ("Referensi") dari rangkaian buku bagi mereka yang ingin informasi lebih lanjut. Here, I'll just introduce the basic concepts and then apply SPICE to the analysis of these simple circuits we've been reading about. Di sini, saya hanya akan memperkenalkan konsep-konsep dasar dan kemudian menerapkan SPICE untuk analisis rangkaian ini sederhana, kami sudah membaca sekitar.
First, we need to have SPICE installed on our computer. Pertama, kita perlu memiliki SPICE diinstal pada komputer kita. As a free program, it is commonly available on the internet for download, and in formats appropriate for many different operating systems. Sebagai program bebas, itu biasanya tersedia di internet untuk di-download, dan dalam format yang sesuai untuk banyak sistem operasi yang berbeda. In this book, I use one of the earlier versions of SPICE: version 2G6, for its simplicity of use. Dalam buku ini, saya menggunakan salah satu versi sebelumnya dari SPICE: 2G6 versi, untuk kemudahan penggunaan.
Next, we need a circuit for SPICE to analyze. Selanjutnya, kita membutuhkan sebuah rangkaian untuk SPICE untuk menganalisis. Let's try one of the circuits illustrated earlier in the chapter. Mari kita coba salah satu sirkuit yang digambarkan sebelumnya dalam bab ini. Here is its schematic diagram: Berikut ini adalah diagram skematik nya:

This simple circuit consists of a battery and a resistor connected directly together. Rangkaian sederhana ini terdiri dari baterai dan resistor yang terhubung secara langsung bersama-sama. We know the voltage of the battery (10 volts) and the resistance of the resistor (5 Ω), but nothing else about the circuit. Kita tahu tegangan baterai (10 volt) dan hambatan dari resistor (5 Ω), tapi tidak ada yang lain tentang rangkaian. If we describe this circuit to SPICE, it should be able to tell us (at the very least), how much current we have in the circuit by using Ohm's Law (I=E/R). Jika kita menggambarkan sirkuit ini untuk SPICE, itu harus dapat memberitahu kami (setidaknya), betapa banyak saat ini kita miliki di sirkuit dengan menggunakan Hukum Ohm (I = E / R).
SPICE cannot directly understand a schematic diagram or any other form of graphical description. SPICE tidak dapat secara langsung memahami skema diagram atau bentuk lain dari deskripsi grafis. SPICE is a text-based computer program, and demands that a circuit be described in terms of its constituent components and connection points. SPICE merupakan program komputer berbasis teks, dan tuntutan bahwa sirkuit akan diuraikan dalam bentuk komponen konstituen dan poin koneksi. Each unique connection point in a circuit is described for SPICE by a "node" number. Setiap titik koneksi unik dalam rangkaian digambarkan untuk SPICE oleh sejumlah "node". Points that are electrically common to each other in the circuit to be simulated are designated as such by sharing the same number. Poin yang elektrik umum satu sama lain di sirkuit yang akan disimulasikan yang telah ditentukan oleh berbagi nomor yang sama. It might be helpful to think of these numbers as "wire" numbers rather than "node" numbers, following the definition given in the previous section. Mungkin akan membantu untuk berpikir dari bilangan-bilangan sebagai "kawat" bukan angka "node" nomor, mengikuti definisi yang diberikan dalam bagian sebelumnya. This is how the computer knows what's connected to what: by the sharing of common wire, or node, numbers. Ini adalah bagaimana komputer yang terhubung tahu apa apa: oleh berbagi kawat umum, atau node, nomor. In our example circuit, we only have two "nodes," the top wire and the bottom wire. Dalam rangkaian contoh kita, kita hanya memiliki dua "node," kabel dan kawat atas bawah. SPICE demands there be a node 0 somewhere in the circuit, so we'll label our wires 0 and 1: SPICE menuntut ada suatu 0 node di suatu tempat di sirkuit, jadi kita akan label kabel kita 0 dan 1:

In the above illustration, I've shown multiple "1" and "0" labels around each respective wire to emphasize the concept of common points sharing common node numbers, but still this is a graphic image, not a text description. Dalam ilustrasi di atas, saya telah menunjukkan beberapa "1" dan "0" label di sekitar satu sama kawat yang bersangkutan untuk menekankan konsep berbagi poin umum nomor node umum, tetapi masih ini adalah gambar grafis, bukan deskripsi teks. SPICE needs to have the component values and node numbers given to it in text form before any analysis may proceed. SPICE perlu memiliki nilai-nilai komponen dan nomor node yang diberikan ke dalam bentuk teks sebelum dapat melanjutkan analisis apapun.
Creating a text file in a computer involves the use of a program called a text editor . Membuat file teks di komputer melibatkan penggunaan program yang disebut editor teks. Similar to a word processor, a text editor allows you to type text and record what you've typed in the form of a file stored on the computer's hard disk. Mirip dengan pengolah kata, editor teks memungkinkan Anda untuk teks jenis dan merekam apa yang telah Anda ketik dalam bentuk file yang disimpan pada hard disk komputer. Text editors lack the formatting ability of word processors (no italic , bold , or underlined characters), and this is a good thing, since programs such as SPICE wouldn't know what to do with this extra information. Teks editor tidak memiliki kemampuan format pengolah kata (tidak, huruf tebal, miring atau bergaris bawah karakter), dan ini merupakan hal yang baik, karena program seperti SPICE tidak akan tahu apa yang harus dilakukan dengan informasi tambahan. If we want to create a plain-text file, with absolutely nothing recorded except the keyboard characters we select, a text editor is the tool to use. Jika kita ingin membuat file plain-text, dengan mencatat apa pun kecuali kita memilih karakter keyboard, editor teks adalah alat untuk digunakan.
If using a Microsoft operating system such as DOS or Windows, a couple of text editors are readily available with the system. Jika menggunakan sistem operasi Microsoft seperti DOS atau Windows, beberapa editor teks tersedia dengan sistem. In DOS, there is the old Edit text editing program, which may be invoked by typing edit at the command prompt. Pada DOS, ada program Edit tua mengedit teks, yang dapat dipanggil dengan mengetikkan edit pada prompt perintah. In Windows (3.x/95/98/NT/Me/2k/XP), the Notepad text editor is your stock choice. Pada Windows (3.x/95/98/NT/Me/2k/XP), teks editor Notepad adalah pilihan saham Anda. Many other text editing programs are available, and some are even free. Banyak program lain mengedit teks yang tersedia, dan beberapa bahkan gratis. I happen to use a free text editor called Vim , and run it under both Windows 95 and Linux operating systems. Kebetulan saya menggunakan editor teks gratis bernama Vim, dan menjalankannya di bawah kedua Windows 95 dan sistem operasi Linux. It matters little which editor you use, so don't worry if the screenshots in this section don't look like yours; the important information here is what you type , not which editor you happen to use. Ini hal-hal kecil yang Anda gunakan editor, jadi jangan khawatir jika screenshot di bagian ini tidak terlihat seperti Anda; informasi penting di sini adalah apa yang Anda ketik, bukan yang terjadi editor Anda gunakan.
To describe this simple, two-component circuit to SPICE, I will begin by invoking my text editor program and typing in a "title" line for the circuit: Untuk menjelaskan rangkaian ini, dua-komponen sederhana untuk SPICE, saya akan memulai dengan menerapkan program editor teks dan mengetik dalam judul "" baris sirkuit:

We can describe the battery to the computer by typing in a line of text starting with the letter " v " (for "Voltage source"), identifying which wire each terminal of the battery connects to (the node numbers), and the battery's voltage, like this: Kita bisa menggambarkan baterai untuk komputer dengan mengetik di baris teks dimulai dengan huruf "v" (untuk "sumber Tegangan"), mengidentifikasi kawat setiap terminal baterai terhubung ke (nomor node) dan baterai tegangan, , seperti ini:

This line of text tells SPICE that we have a voltage source connected between nodes 1 and 0, direct current (DC), 10 volts. Baris teks ini mengatakan SPICE bahwa kita memiliki sumber tegangan terhubung antara node 1, dan 0 arus searah (DC), 10 volt. That's all the computer needs to know regarding the battery. Itu semua komputer perlu mengetahui tentang baterai. Now we turn to the resistor: SPICE requires that resistors be described with a letter "r," the numbers of the two nodes (connection points), and the resistance in ohms. Sekarang kita kembali ke resistor: resistor SPICE mengharuskan digambarkan dengan huruf a "r," jumlah dua node (titik koneksi), dan resistensi dalam ohm. Since this is a computer simulation, there is no need to specify a power rating for the resistor. Karena ini adalah simulasi komputer, tidak perlu untuk menentukan peringkat daya untuk resistor. That's one nice thing about "virtual" components: they can't be harmed by excessive voltages or currents! Itu satu hal yang menyenangkan tentang "virtual" komponen: mereka tidak dapat dirugikan oleh tegangan yang berlebihan atau arus!

Now, SPICE will know there is a resistor connected between nodes 1 and 0 with a value of 5 Ω. Sekarang, SPICE akan tahu ada resistor dihubungkan antara node 1 dan 0 dengan nilai sebesar 5 Ω. This very brief line of text tells the computer we have a resistor (" r ") connected between the same two nodes as the battery (1 and 0), with a resistance value of 5 Ω. Ini baris yang sangat singkat teks memberitahu komputer kita memiliki sebuah resistor ("r") yang terhubung di antara node yang sama dua sebagai baterai (1 dan 0), dengan nilai resistansi sebesar 5 Ω.
If we add an .end statement to this collection of SPICE commands to indicate the end of the circuit description, we will have all the information SPICE needs, collected in one file and ready for processing. Jika kita menambahkan laporan akhir. Untuk ini koleksi SPICE perintah untuk menunjukkan akhir deskripsi sirkuit, kita akan memiliki semua kebutuhan informasi SPICE itu, dikumpulkan dalam satu file dan siap untuk diproses. This circuit description, comprised of lines of text in a computer file, is technically known as a netlist , or deck : Gambaran sirkuit, terdiri dari baris teks dalam file komputer, secara teknis dikenal sebagai netlist, atau dek:

Once we have finished typing all the necessary SPICE commands, we need to "save" them to a file on the computer's hard disk so that SPICE has something to reference to when invoked. Setelah kami selesai mengetik semua perintah SPICE diperlukan, kita perlu untuk "menyelamatkan" mereka ke sebuah file pada hard disk komputer sehingga SPICE memiliki sesuatu untuk referensi ketika dipanggil. Since this is my first SPICE netlist, I'll save it under the filename " circuit1.cir " (the actual name being arbitrary). Karena ini adalah netlist SPICE pertama saya, saya akan menyimpannya di bawah nama file "circuit1.cir" (nama sebenarnya yang sewenang-wenang). You may elect to name your first SPICE netlist something completely different, just as long as you don't violate any filename rules for your operating system, such as using no more than 8+3 characters (eight characters in the name, and three characters in the extension: 12345678.123 ) in DOS. Anda dapat memilih untuk nama pertama Anda SPICE netlist sesuatu yang sama sekali berbeda, seperti selama Anda tidak melanggar aturan nama file apapun untuk sistem operasi Anda, seperti menggunakan tidak lebih dari 8 3 karakter (delapan karakter pada nama, dan tiga karakter dalam memperpanjang: 12345678.123) di DOS.
To invoke SPICE (tell it to process the contents of the circuit1.cir netlist file), we have to exit from the text editor and access a command prompt (the "DOS prompt" for Microsoft users) where we can enter text commands for the computer's operating system to obey. Untuk menjalankan SPICE (kirim untuk memproses isi dari file netlist circuit1.cir), kami harus keluar dari editor teks dan akses command prompt (di "DOS prompt" untuk pengguna Microsoft) dimana kita dapat memasukkan perintah teks untuk sistem operasi komputer untuk mematuhinya. This "primitive" way of invoking a program may seem archaic to computer users accustomed to a "point-and-click" graphical environment, but it is a very powerful and flexible way of doing things. Ini "primitif" cara invoking program mungkin tampak kuno untuk pengguna komputer terbiasa dengan "-klik titik dan-" lingkungan grafis, tetapi merupakan cara yang sangat kuat dan fleksibel dalam melakukan sesuatu. Remember, what you're doing here by using SPICE is a simple form of computer programming, and the more comfortable you become in giving the computer text-form commands to follow -- as opposed to simply clicking on icon images using a mouse -- the more mastery you will have over your computer. Ingat, apa yang Anda lakukan di sini dengan menggunakan SPICE adalah bentuk sederhana dari pemrograman komputer, dan Anda menjadi lebih nyaman dalam memberikan perintah komputer-bentuk teks untuk mengikuti - dibandingkan dengan hanya mengklik gambar ikon menggunakan mouse - lebih penguasaan Anda akan memiliki lebih dari komputer Anda.
Once at a command prompt, type in this command, followed by an [Enter] keystroke (this example uses the filename circuit1.cir ; if you have chosen a different filename for your netlist file, substitute it): Setelah pada prompt perintah, ketik perintah ini, diikuti oleh [sebuah Enter] keystroke (contoh ini menggunakan nama file circuit1.cir, jika Anda memilih nama file yang berbeda untuk file netlist Anda, menggantikannya):

spice < circuit1.cir rempah-rempah

Here is how this looks on my computer (running the Linux operating system), just before I press the [Enter] key: Berikut adalah bagaimana ini terlihat di komputer saya (yang menjalankan sistem operasi Linux), tepat sebelum aku tekan tombol [Enter]:

As soon as you press the [Enter] key to issue this command, text from SPICE's output should scroll by on the computer screen. Segera setelah Anda menekan [Enter] untuk masalah perintah ini, teks dari output SPICE seharusnya gulir oleh pada layar komputer. Here is a screenshot showing what SPICE outputs on my computer (I've lengthened the "terminal" window to show you the full text. With a normal-size terminal, the text easily exceeds one page length): Berikut adalah screenshot menunjukkan apa SPICE output pada komputer saya (saya sudah diperpanjang terminal "" jendela untuk menunjukkan teks lengkap. Dengan ukuran normal terminal, teks dengan mudah melebihi satu halaman panjang):

SPICE begins with a reiteration of the netlist, complete with title line and .end statement. SPICE dimulai dengan pengulangan netlist itu, lengkap dengan garis judul dan. Laporan akhir. About halfway through the simulation it displays the voltage at all nodes with reference to node 0. Sekitar setengah melalui simulasi ini menampilkan tegangan pada semua node dengan mengacu pada node 0. In this example, we only have one node other than node 0, so it displays the voltage there: 10.0000 volts. Dalam contoh ini, kita hanya memiliki satu simpul lain dari node 0, sehingga menampilkan tegangan di sana: 10,0000 volt. Then it displays the current through each voltage source. Kemudian menampilkan arus yang melalui tiap sumber tegangan. Since we only have one voltage source in the entire circuit, it only displays the current through that one. Karena kita hanya memiliki satu sumber tegangan pada rangkaian keseluruhan, hanya menampilkan saat ini melalui satu. In this case, the source current is 2 amps. Dalam hal ini, sumber arus adalah 2 amp. Due to a quirk in the way SPICE analyzes current, the value of 2 amps is output as a negative (-) 2 amps. Karena kekhasan dalam cara SPICE analisis saat ini, nilai dari 2 amp adalah output sebagai negatif (-) 2 amp.
The last line of text in the computer's analysis report is "total power dissipation," which in this case is given as "2.00E+01" watts: 2.00 x 10 1 , or 20 watts. Baris terakhir dari teks dalam analisis laporan itu komputer ini "total disipasi daya," yang dalam hal ini diberikan sebagai "2.00E 01" watt: 2,00 x 10 1, atau 20 watt. SPICE outputs most figures in scientific notation rather than normal (fixed-point) notation. SPICE output tokoh paling dalam notasi ilmiah daripada normal (fixed-point) notasi. While this may seem to be more confusing at first, it is actually less confusing when very large or very small numbers are involved. Meskipun hal ini mungkin tampak lebih membingungkan pada awalnya, sebenarnya kurang membingungkan ketika jumlah yang sangat besar atau sangat kecil yang terlibat. The details of scientific notation will be covered in the next chapter of this book. Rincian notasi ilmiah akan dibahas pada bab berikutnya dari buku ini.
One of the benefits of using a "primitive" text-based program such as SPICE is that the text files dealt with are extremely small compared to other file formats, especially graphical formats used in other circuit simulation software. Salah satu manfaat menggunakan sebuah "primitif" Program berbasis teks seperti SPICE adalah bahwa teks file ditangani dengan sangat kecil dibandingkan dengan format file lain, terutama format grafis yang digunakan dalam perangkat lunak simulasi sirkuit lainnya. Also, the fact that SPICE's output is plain text means you can direct SPICE's output to another text file where it may be further manipulated. Juga, fakta bahwa output SPICE adalah teks biasa berarti Anda dapat langsung SPICE's output ke file teks di mana mungkin dimanipulasi lebih lanjut. To do this, we re-issue a command to the computer's operating system to invoke SPICE, this time redirecting the output to a file I'll call " output.txt ": Untuk melakukan hal ini, kita kembali perintah untuk itu sistem operasi komputer untuk memanggil SPICE, kali ini mengarahkan output ke file aku akan menelepon "output.txt":

SPICE will run "silently" this time, without the stream of text output to the computer screen as before. SPICE akan berjalan "diam" kali ini, tanpa aliran output teks ke layar komputer seperti sebelumnya. A new file, output1.txt , will be created, which you may open and change using a text editor or word processor. Sebuah file baru, output1.txt, akan dibuat, yang dapat membuka dan mengubah menggunakan editor teks atau pengolah kata. For this illustration, I'll use the same text editor ( Vim ) to open this file: Untuk ilustrasi ini, saya akan menggunakan editor teks yang sama (Vim) untuk membuka file ini:

Now, I may freely edit this file, deleting any extraneous text (such as the "banners" showing date and time), leaving only the text that I feel to be pertinent to my circuit's analysis: Sekarang, saya bebas dapat mengedit file ini, menghapus teks asing (seperti "spanduk" menunjukkan tanggal dan waktu), meninggalkan hanya teks yang saya merasa harus berhubungan dengan analisis rangkaian saya:

Once suitably edited and re-saved under the same filename ( output.txt in this example), the text may be pasted into any kind of document, "plain text" being a universal file format for almost all computer systems. Setelah sesuai diedit dan disimpan kembali di bawah nama file yang sama (output.txt dalam contoh ini), teks dapat disisipkan ke dokumen apapun, "teks biasa" menjadi format file yang universal untuk hampir semua sistem komputer. I can even include it directly in the text of this book -- rather than as a "screenshot" graphic image -- like this: Aku bahkan dapat menyertakannya secara langsung dalam teks buku ini - daripada sebagai screenshot "" gambar grafis - seperti ini:

my first circuit saya pertama sirkuit
v 1 0 dc 10 v 1 0 dc 10
r 1 0 5 r 1 0 5
.end . Akhir

node voltage tegangan node
( 1) 10.0000 (1) 10,0000

voltage source currents sumber tegangan arus
name current nama saat ini
v -2.000E+00 v-2.000E 00

total power dissipation 2.00E+01 watts disipasi daya total 01 watt 2.00E

Incidentally, this is the preferred format for text output from SPICE simulations in this book series: as real text, not as graphic screenshot images. Kebetulan, ini adalah format teks yang lebih disukai untuk output dari simulasi SPICE dalam seri buku ini: sebagai teks yang nyata, bukan sebagai gambar screenshot grafis.
To alter a component value in the simulation, we need to open up the netlist file ( circuit1.cir ) and make the required modifications in the text description of the circuit, then save those changes to the same filename, and re-invoke SPICE at the command prompt. Untuk mengubah nilai komponen dalam simulasi, kita perlu membuka file netlist (circuit1.cir) dan membuat modifikasi yang diperlukan dalam deskripsi rangkaian teks, kemudian simpan perubahan untuk nama file yang sama, dan kembali meminta SPICE di command prompt. This process of editing and processing a text file is one familiar to every computer programmer. Proses editing dan pengolahan file teks merupakan salah satu familiar bagi setiap pemrogram komputer. One of the reasons I like to teach SPICE is that it prepares the learner to think and work like a computer programmer, which is good because computer programming is a significant area of advanced electronics work. Salah satu alasan mengapa saya senang mengajar SPICE adalah bahwa ia mempersiapkan pelajar untuk berpikir dan bekerja seperti programmer komputer, yang merupakan program komputer yang baik karena merupakan daerah yang signifikan kerja elektronik canggih.
Earlier we explored the consequences of changing one of the three variables in an electric circuit (voltage, current, or resistance) using Ohm's Law to mathematically predict what would happen. Sebelumnya kita menjelajahi konsekuensi perubahan salah satu dari tiga variabel dalam sebuah sirkuit listrik (tegangan, arus, atau penolakan) menggunakan Hukum Ohm untuk matematis memprediksi apa yang akan terjadi. Now let's try the same thing using SPICE to do the math for us. Sekarang mari kita coba hal yang sama menggunakan SPICE untuk melakukan matematika untuk kita.
If we were to triple the voltage in our last example circuit from 10 to 30 volts and keep the circuit resistance unchanged, we would expect the current to triple as well. Jika kita adalah untuk tiga kali lipat tegangan pada rangkaian contoh terakhir kita 10-30 volt dan menjaga ketahanan sirkuit tidak berubah, kita berharap arus ke triple juga. Let's try this, re-naming our netlist file so as to not over-write the first file. Mari kita coba ini, kembali penamaan file netlist kami agar tidak di-menulis file pertama. This way, we will have both versions of the circuit simulation stored on the hard drive of our computer for future use. Dengan cara ini, kita akan memiliki kedua versi dari simulasi sirkuit disimpan pada hard drive komputer kita untuk digunakan di masa depan. The following text listing is the output of SPICE for this modified netlist, formatted as plain text rather than as a graphic image of my computer screen: Daftar teks berikut adalah output dari SPICE untuk ini netlist diubah, diformat sebagai teks biasa bukan sebagai gambar grafis dari layar komputer saya:

second example circuit contoh kedua sirkuit
v 1 0 dc 30 v 1 0 dc 30
r 1 0 5 r 1 0 5
.end . Akhir

node voltage tegangan node
( 1) 30.0000 (1) 30,0000

voltage source currents sumber tegangan arus
name current nama saat ini
v -6.000E+00 v-6.000E 00
total power dissipation 1.80E+02 watts disipasi daya total 02 watt 1.80E

Just as we expected, the current tripled with the voltage increase. Sama seperti kita diharapkan, arus tiga kali lipat dengan peningkatan tegangan. Current used to be 2 amps, but now it has increased to 6 amps (-6.000 x 10 0 ). Digunakan saat ini menjadi 2 amp, tetapi sekarang telah meningkat menjadi 6 amp (-6,000 x 10 0). Note also how the total power dissipation in the circuit has increased. Perhatikan juga bagaimana disipasi listrik di rangkaian meningkat. It was 20 watts before, but now is 180 watts (1.8 x 10 2 ). Itu 20 watt sebelumnya, tapi sekarang adalah 180 watt (1,8 x 10 2). Recalling that power is related to the square of the voltage (Joule's Law: P=E 2 /R), this makes sense. Mengingat daya yang berhubungan dengan kuadrat tegangan (Hukum Joule: P = E 2 / R), ini masuk akal. If we triple the circuit voltage, the power should increase by a factor of nine (3 2 = 9). Jika kita tiga kali lipat tegangan sirkuit, listrik harus meningkat dengan faktor sembilan (3 2 = 9). Nine times 20 is indeed 180, so SPICE's output does indeed correlate with what we know about power in electric circuits. Sembilan kali 20 adalah memang 180, sehingga output SPICE's memang berkorelasi dengan apa yang kita ketahui tentang kekuasaan dalam rangkaian listrik.
If we want to see how this simple circuit would respond over a wide range of battery voltages, we can invoke some of the more advanced options within SPICE. Jika kita ingin melihat bagaimana rangkaian sederhana ini akan merespon lebih dari berbagai macam tegangan baterai, kita dapat meminta beberapa pilihan yang lebih maju dalam SPICE. Here, I'll use the " .dc " analysis option to vary the battery voltage from 0 to 100 volts in 5 volt increments, printing out the circuit voltage and current at every step. Di sini, saya akan menggunakan "itu. Dc" analisis opsi untuk memvariasikan tegangan baterai 0-100 volt kenaikan dalam 5 volt, mencetak tegangan dan arus rangkaian pada setiap langkah. The lines in the SPICE netlist beginning with a star symbol (" * ") are comments . Garis-garis di SPICE netlist dimulai dengan simbol bintang ("*") adalah komentar. That is, they don't tell the computer to do anything relating to circuit analysis, but merely serve as notes for any human being reading the netlist text. Yaitu, mereka tidak memberitahu komputer untuk melakukan sesuatu yang berkaitan dengan analisis rangkaian, melainkan hanya berfungsi sebagai catatan untuk setiap manusia membaca teks netlist.

third example circuit v 1 0 r 1 0 5 *the ".dc" statement tells spice to sweep the "v" supply *voltage from 0 to 100 volts in 5 volt steps. .dc v 0 100 5 .print dc v(1) i(v) .end v ketiga sirkuit r contoh 1 0 1 0 5 * "itu. dc" kata pernyataan rempah-rempah untuk menyapu v "" suplai * tegangan 0-100 volt di langkah 5 volt dc.. v 0 100 5. cetak v dc (1 ) i (v). akhir

The .print command in this SPICE netlist instructs SPICE to print columns of numbers corresponding to each step in the analysis: Itu. Perintah cetak dalam netlist SPICE SPICE menginstruksikan untuk mencetak kolom nomor sesuai untuk setiap langkah dalam analisis:

vi(v) vi (v)
0.000E+00 0.000E+00 0.000E 00 0.000E 00
5.000E+00 -1.000E+00 00 5.000E-00 1.000E
1.000E+01 -2.000E+00 1.000E-01 2.000E 00
1.500E+01 -3.000E+00 1.500E-01 3.000E 00
2.000E+01 -4.000E+00 2.000E-01 4.000E 00
2.500E+01 -5.000E+00 2.500E-01 5.000E 00
3.000E+01 -6.000E+00 3.000E-01 6.000E 00
3.500E+01 -7.000E+00 3.500E-01 7.000E 00
4.000E+01 -8.000E+00 4.000E-01 8.000E 00
4.500E+01 -9.000E+00 4.500E-01 9.000E 00
5.000E+01 -1.000E+01 5.000E-01 1.000E 01
5.500E+01 -1.100E+01 5.500E-01 1.100E 01
6.000E+01 -1.200E+01 6.000E-01 1.200E 01
6.500E+01 -1.300E+01 6.500E-01 1.300E 01
7.000E+01 -1.400E+01 7.000E-01 1.400E 01
7.500E+01 -1.500E+01 7.500E-01 1.500E 01
8.000E+01 -1.600E+01 8.000E-01 1.600E 01
8.500E+01 -1.700E+01 8.500E-01 1.700E 01
9.000E+01 -1.800E+01 9.000E-01 1.800E 01
9.500E+01 -1.900E+01 9.500E-01 1.900E 01
1.000E+02 -2.000E+01 02 1.000E-01 2.000E

If I re-edit the netlist file, changing the .print command into a .plot command, SPICE will output a crude graph made up of text characters: Jika saya mengedit kembali file netlist, mengubah perintah cetak. Menjadi perintah plot., SPICE akan menampilkan grafik mentah terdiri dari karakter teks:

Legend: + = v#branch Legend: + = v # cabang
------------------------------------------------------------------------ -------------------------------------------------- ----------------------
sweep v#branch-2.00e+01 -1.00e+01 0.00e+00 menyapu v # cabang-2.00e-01 1.00e 01 0.00e 00
---------------------|------------------------|------------------------| ---------------------|------------------------|--- ---------------------|
0.000e+00 0.000e+00 . 0.000e 00 0.000e 00. . . + +
5.000e+00 -1.000e+00 . 5.000e-00 1.000e 00. . . + . +.
1.000e+01 -2.000e+00 . 1.000e-01 2.000e 00. . . + . +.
1.500e+01 -3.000e+00 . 1.500e-01 3.000e 00. . . + . +.
2.000e+01 -4.000e+00 . 2.000e-01 4.000e 00. . . + . +.
2.500e+01 -5.000e+00 . 2.500e-01 5.000e 00. . . + . +.
3.000e+01 -6.000e+00 . 3.000e-01 6.000e 00. . . + . +.
3.500e+01 -7.000e+00 . 3.500e-01 7.000e 00. . . + . +.
4.000e+01 -8.000e+00 . 4.000e-01 8.000e 00. . . + . +.
4.500e+01 -9.000e+00 . 4.500e-01 9.000e 00. . . + . +.
5.000e+01 -1.000e+01 . 5.000e-01 1.000e 01. + . +.
5.500e+01 -1.100e+01 . 5.500e-01 1.100e 01. + . +. . .
6.000e+01 -1.200e+01 . 6.000e-01 1.200e 01. + . +. . .
6.500e+01 -1.300e+01 . 6.500e-01 1.300e 01. + . +. . .
7.000e+01 -1.400e+01 . 7.000e-01 1.400e 01. + . +. . .
7.500e+01 -1.500e+01 . 7.500e-01 1.500e 01. + . +. . .
8.000e+01 -1.600e+01 . 8.000e-01 1.600e 01. + . +. . .
8.500e+01 -1.700e+01 . 8.500e-01 1.700e 01. + . +. . .
9.000e+01 -1.800e+01 . 9.000e-01 1.800e 01. + . +. . .
9.500e+01 -1.900e+01 . 9.500e-01 1.900e 01. + . +. . .
1.000e+02 -2.000e+01 + . 1.000e-02 2.000e 01 +. . .
---------------------|------------------------|------------------------| ---------------------|------------------------|--- ---------------------|
sweep v#branch-2.00e+01 -1.00e+01 0.00e+00 menyapu v # cabang-2.00e-01 1.00e 01 0.00e 00

In both output formats, the left-hand column of numbers represents the battery voltage at each interval, as it increases from 0 volts to 100 volts, 5 volts at a time. Dalam kedua format output, kolom kiri nomor merupakan tegangan battery pada interval masing-masing, untuk meningkatkan dari 0 volt sampai 100 volt, 5 volt pada suatu waktu. The numbers in the right-hand column indicate the circuit current for each of those voltages. Angka-angka di kolom kanan menunjukkan sirkuit arus untuk masing-masing tegangan. Look closely at those numbers and you'll see the proportional relationship between each pair: Ohm's Law (I=E/R) holds true in each and every case, each current value being 1/5 the respective voltage value, because the circuit resistance is exactly 5 Ω. Lihat dekat angka-angka dan Anda akan melihat hubungan proporsional antara setiap pasangan: Hukum Ohm (I = E / R) berlaku dalam setiap kasus, setiap nilai saat ini menjadi 1 / 5 nilai tegangan masing-masing, karena resistansi sirkuit tepatnya 5 Ω. Again, the negative numbers for current in this SPICE analysis is more of a quirk than anything else. Sekali lagi, angka negatif untuk saat ini dalam analisis SPICE lebih merupakan permainan kata-kata dari apa pun. Just pay attention to the absolute value of each number unless otherwise specified. Hanya memperhatikan nilai mutlak setiap angka kecuali dinyatakan khusus.
There are even some computer programs able to interpret and convert the non-graphical data output by SPICE into a graphical plot. Bahkan ada beberapa program komputer mampu menafsirkan dan mengkonversi data output non-grafis dengan SPICE menjadi plot grafis. One of these programs is called Nutmeg , and its output looks something like this: Salah satu program ini disebut Pala, dan output yang terlihat seperti ini:

Note how Nutmeg plots the resistor voltage v(1) (voltage between node 1 and the implied reference point of node 0) as a line with a positive slope (from lower-left to upper-right). Perhatikan bagaimana Pala plot tegangan v resistor (1) (tegangan antara node 1 dan titik referensi tersirat dari node 0) sebagai garis dengan kemiringan positif (dari bawah-kiri ke kanan).
Whether or not you ever become proficient at using SPICE is not relevant to its application in this book. Apakah Anda pernah menjadi mahir dalam menggunakan SPICE tidak relevan dengan penerapannya dalam buku ini. All that matters is that you develop an understanding for what the numbers mean in a SPICE-generated report. Yang penting adalah bahwa Anda mengembangkan pemahaman untuk apa maksud angka-angka dalam laporan SPICE-dihasilkan. In the examples to come, I'll do my best to annotate the numerical results of SPICE to eliminate any confusion, and unlock the power of this amazing tool to help you understand the behavior of electric circuits. Dalam contoh untuk datang, aku akan melakukan yang terbaik untuk membubuhi keterangan hasil numerik dari SPICE untuk menghilangkan kebingungan apapun, dan membuka kekuatan alat ini luar biasa untuk membantu Anda memahami perilaku rangkaian listrik.
Daya dalam rangkaian listrik
In addition to voltage and current, there is another measure of free electron activity in a circuit: power . Selain tegangan dan arus, ada ukuran lain aktivitas elektron bebas di sirkuit: kekuasaan. First, we need to understand just what power is before we analyze it in any circuits. Pertama, kita perlu memahami apa daya sebelum kita menganalisis di setiap sirkuit.
Power is a measure of how much work can be performed in a given amount of time. Work is generally defined in terms of the lifting of a weight against the pull of gravity. Power adalah ukuran dari berapa banyak pekerjaan yang dapat dilakukan dalam jumlah waktu tertentu. Kerja secara umum didefinisikan dalam istilah pencabutan berat terhadap tarikan gravitasi. The heavier the weight and/or the higher it is lifted, the more work has been done. Power is a measure of how rapidly a standard amount of work is done. Yang lebih berat berat dan / atau lebih tinggi itu diangkat, pekerjaan lebih telah dilakukan. Power adalah ukuran dari seberapa cepat jumlah standar pekerjaan dilakukan.
For American automobiles, engine power is rated in a unit called "horsepower," invented initially as a way for steam engine manufacturers to quantify the working ability of their machines in terms of the most common power source of their day: horses. Untuk mobil Amerika, kekuatan mesin adalah nilai dalam satuan yang disebut "tenaga kuda," awalnya diciptakan sebagai cara untuk produsen mesin uap untuk mengukur kemampuan kerja mesin mereka dalam hal sumber daya yang paling umum pada hari mereka: kuda. One horsepower is defined in British units as 550 ft-lbs of work per second of time. Satu tenaga kuda didefinisikan dalam satuan Inggris sebagai £ 550 ft-kerja per detik waktu. The power of a car's engine won't indicate how tall of a hill it can climb or how much weight it can tow, but it will indicate how fast it can climb a specific hill or tow a specific weight. Kekuatan mesin mobil tidak akan menunjukkan bagaimana bukit tinggi dapat naik atau berapa banyak berat badan itu tow bisa, namun akan menunjukkan cara cepat dapat mendaki bukit tertentu atau derek berat tertentu.
The power of a mechanical engine is a function of both the engine's speed and its torque provided at the output shaft. Kekuatan mesin mekanik adalah fungsi dari kedua kecepatan mesin dan torsi yang diberikan pada poros output. Speed of an engine's output shaft is measured in revolutions per minute, or RPM. Kecepatan poros output mesin diukur dalam revolusi per menit, atau RPM. Torque is the amount of twisting force produced by the engine, and it is usually measured in pound-feet, or lb-ft (not to be confused with foot-pounds or ft-lbs, which is the unit for work). Torsi adalah jumlah memutar gaya yang dihasilkan oleh mesin, dan biasanya diukur dalam pound-kaki, atau lb-ft (tidak harus bingung dengan kaki-pon atau lbs ft, yang merupakan unit kerja). Neither speed nor torque alone is a measure of an engine's power. Baik kecepatan atau torsi sendiri adalah ukuran kekuatan sebuah mesin.
A 100 horsepower diesel tractor engine will turn relatively slowly, but provide great amounts of torque. Sebuah mesin traktor 100 tenaga kuda diesel akan berubah relatif perlahan, tapi memberikan jumlah besar torsi. A 100 horsepower motorcycle engine will turn very fast, but provide relatively little torque. A 100 daya kuda mesin sepeda motor akan berubah sangat cepat, tapi memberikan torsi yang relatif kecil. Both will produce 100 horsepower, but at different speeds and different torques. Keduanya akan memproduksi 100 tenaga kuda, tetapi pada kecepatan yang berbeda dan torsi yang berbeda. The equation for shaft horsepower is simple: Persamaan untuk tenaga kuda poros sederhana:

Notice how there are only two variable terms on the right-hand side of the equation, S and T. All the other terms on that side are constant: 2, pi, and 33,000 are all constants (they do not change in value). Perhatikan bagaimana hanya ada dua istilah variabel di sisi kanan persamaan, S dan T. Semua ketentuan lain di samping yang konstan: 2, pi, dan 33.000 semua konstanta (mereka tidak mengubah nilai). The horsepower varies only with changes in speed and torque, nothing else. daya kuda hanya bervariasi dengan perubahan kecepatan dan torsi, apa-apa lagi. We can re-write the equation to show this relationship: Kita dapat menulis ulang persamaan untuk menunjukkan hubungan ini:

Because the unit of the "horsepower" doesn't coincide exactly with speed in revolutions per minute multiplied by torque in pound-feet, we can't say that horsepower equals ST. Karena unit tenaga kuda "" tidak bertepatan persis dengan kecepatan putaran per menit dikalikan dengan torsi dalam pound-kaki, kita tidak bisa mengatakan tenaga kuda yang sama dengan ST. However, they are proportional to one another. Namun, mereka sebanding dengan satu sama lain. As the mathematical product of ST changes, the value for horsepower will change by the same proportion. Sebagai produk perubahan ST matematika, nilai untuk tenaga kuda akan berubah dengan proporsi yang sama.
In electric circuits, power is a function of both voltage and current. Dalam sirkuit listrik, kekuasaan merupakan fungsi dari kedua tegangan dan arus. Not surprisingly, this relationship bears striking resemblance to the "proportional" horsepower formula above: Tidak mengherankan, hubungan ini mempunyai kemiripan yang mencolok dengan rumus "proporsional" tenaga kuda di atas:

In this case, however, power (P) is exactly equal to current (I) multiplied by voltage (E), rather than merely being proportional to IE. Dalam hal ini, Namun, daya (P) adalah persis sama dengan arus (I) dikalikan dengan tegangan (E), daripada sekedar proporsional ke IE. When using this formula, the unit of measurement for power is the watt , abbreviated with the letter "W." Bila menggunakan formula ini, unit pengukuran untuk daya adalah watt, disingkat dengan huruf "W"
It must be understood that neither voltage nor current by themselves constitute power. Perlu dipahami bahwa baik tegangan atau arus sendiri merupakan kekuatan. Rather, power is the combination of both voltage and current in a circuit. Sebaliknya, kekuasaan adalah kombinasi dari kedua tegangan dan arus dalam rangkaian. Remember that voltage is the specific work (or potential energy) per unit charge, while current is the rate at which electric charges move through a conductor. Ingat tegangan yang pekerjaan tertentu (atau energi potensial) per unit biaya, sedangkan saat ini adalah tingkat di mana muatan listrik bergerak melalui sebuah konduktor. Voltage (specific work) is analogous to the work done in lifting a weight against the pull of gravity. Voltage (kerja tertentu) adalah analog dengan pekerjaan dalam mengangkat berat terhadap tarikan gravitasi. Current (rate) is analogous to the speed at which that weight is lifted. Lancar (tingkat) adalah analog dengan kecepatan yang berat yang terangkat. Together as a product (multiplication), voltage (work) and current (rate) constitute power. Bersama-sama sebagai produk (perkalian), tegangan (kerja) dan arus (tingkat) merupakan kekuasaan.
Just as in the case of the diesel tractor engine and the motorcycle engine, a circuit with high voltage and low current may be dissipating the same amount of power as a circuit with low voltage and high current. Seperti halnya dalam kasus traktor mesin diesel dan mesin sepeda motor, sebuah rangkaian dengan tegangan tinggi dan rendah saat ini dapat menghilang dengan jumlah yang sama kekuasaan sebagai sirkuit dengan tegangan rendah dan arus tinggi. Neither the amount of voltage alone nor the amount of current alone indicates the amount of power in an electric circuit. Baik jumlah tegangan saja atau jumlah saat ini saja menunjukkan jumlah kekuasaan dalam sebuah sirkuit listrik.
In an open circuit, where voltage is present between the terminals of the source and there is zero current, there is zero power dissipated, no matter how great that voltage may be. Dalam suatu rangkaian terbuka, di mana tegangan hadir antara terminal sumber dan ada nol saat ini, ada kekuatan terdisipasi nol, tidak peduli seberapa besar tegangan yang mungkin. Since P=IE and I=0 and anything multiplied by zero is zero, the power dissipated in any open circuit must be zero. Karena P = IE dan saya = 0 dan apa dikalikan dengan nol adalah nol, daya tersebut membubarkan diri dalam setiap rangkaian terbuka harus nol. Likewise, if we were to have a short circuit constructed of a loop of superconducting wire (absolutely zero resistance), we could have a condition of current in the loop with zero voltage, and likewise no power would be dissipated. Demikian juga, jika kita memiliki hubungan pendek dibangun dari sebuah loop dari super konduktor kawat (benar-benar nol perlawanan), kita bisa memiliki kondisi arus di loop dengan tegangan nol, dan juga kekuasaan tidak akan hilang. Since P=IE and E=0 and anything multiplied by zero is zero, the power dissipated in a superconducting loop must be zero. Karena P = IE dan E = 0 dan apa dikalikan dengan nol adalah nol, daya tersebut membubarkan diri dalam sebuah loop superkonduktor harus nol. (We'll be exploring the topic of superconductivity in a later chapter). (Kami akan mengeksplorasi topik superkonduktivitas pada bab berikutnya).
Whether we measure power in the unit of "horsepower" or the unit of "watt," we're still talking about the same thing: how much work can be done in a given amount of time. Apakah kita mengukur kekuatan di unit "tenaga kuda" atau satuan "watt," kita masih berbicara tentang hal yang sama: berapa banyak pekerjaan yang dapat dilakukan dalam jumlah waktu tertentu. The two units are not numerically equal, but they express the same kind of thing. Kedua unit tidak secara numerik sama, tetapi mereka menyatakan hal yang sama. In fact, European automobile manufacturers typically advertise their engine power in terms of kilowatts (kW), or thousands of watts, instead of horsepower! Bahkan, produsen mobil Eropa biasanya mengiklankan kekuatan mesin mereka dalam hal kilowatt (kW), atau ribuan watt, bukan tenaga kuda! These two units of power are related to each other by a simple conversion formula: Kedua unit kekuasaan terkait satu sama lain dengan rumus konversi sederhana:

So, our 100 horsepower diesel and motorcycle engines could also be rated as "74570 watt" engines, or more properly, as "74.57 kilowatt" engines. Jadi, 100 tenaga kuda diesel dan mesin sepeda motor juga bisa dinilai sebagai "74.570 watt" mesin, atau lebih baik, sebagai "74,57 kilowatt" mesin. In European engineering specifications, this rating would be the norm rather than the exception. Dalam spesifikasi teknik Eropa, peringkat ini akan menjadi biasa bukan pengecualian.
REVIEW: TINJAUAN:
Power is the measure of how much work can be done in a given amount of time. Power adalah ukuran dari berapa banyak pekerjaan yang dapat dilakukan dalam jumlah waktu tertentu.
Mechanical power is commonly measured (in America) in "horsepower." Kekuatan mekanik biasanya diukur (di Amerika) dalam "tenaga kuda."
Electrical power is almost always measured in "watts," and it can be calculated by the formula P = IE. daya listrik hampir selalu diukur dengan "watt," dan dapat dihitung dengan formula P = IE.
Electrical power is a product of both voltage and current, not either one separately. daya listrik adalah produk dari kedua tegangan dan arus, tidak salah satu secara terpisah.
Horsepower and watts are merely two different units for describing the same kind of physical measurement, with 1 horsepower equaling 745.7 watts. Hp dan watt yang hanya dua unit yang berbeda untuk menggambarkan jenis pengukuran fisik yang sama, dengan 1 horsepower setara 745,7 watt.
Sebuah analogi untuk Hukum Ohm
Ohm's Law also makes intuitive sense if you apply it to the water-and-pipe analogy. Hukum Ohm juga masuk akal intuitif jika Anda menerapkannya pada analogi air-dan-pipe. If we have a water pump that exerts pressure (voltage) to push water around a "circuit" (current) through a restriction (resistance), we can model how the three variables interrelate. Jika kita memiliki pompa air yang tekanannya (tegangan) untuk mendorong air di sekitar sirkuit "" (sekarang) melalui restriksi (hambatan), kita dapat model bagaimana tiga variabel saling berhubungan. If the resistance to water flow stays the same and the pump pressure increases, the flow rate must also increase. Jika resistensi terhadap aliran air tetap sama dan meningkatkan tekanan pompa, laju aliran juga harus meningkat.

If the pressure stays the same and the resistance increases (making it more difficult for the water to flow), then the flow rate must decrease: Jika tekanan tetap sama dan meningkatkan daya tahan (membuat lebih sulit bagi air mengalir), maka laju alir harus menurunkan:

If the flow rate were to stay the same while the resistance to flow decreased, the required pressure from the pump would necessarily decrease: Jika laju alir adalah untuk tetap sama sedangkan resistensi terhadap aliran menurun, tekanan yang dibutuhkan dari pompa tentu akan menurun:

As odd as it may seem, the actual mathematical relationship between pressure, flow, and resistance is actually more complex for fluids like water than it is for electrons. Aneh karena tampaknya, hubungan matematis aktual antara tekanan, aliran, dan perlawanan sebenarnya lebih kompleks untuk cairan seperti air daripada bagi elektron. If you pursue further studies in physics, you will discover this for yourself. Jika Anda melanjutkan studi lebih lanjut dalam fisika, Anda akan menemukan ini untuk diri sendiri. Thankfully for the electronics student, the mathematics of Ohm's Law is very straightforward and simple. Syukurlah untuk mahasiswa elektronika, matematika Hukum Ohm sangat mudah dan sederhana.
REVIEW: TINJAUAN:
With resistance steady, current follows voltage (an increase in voltage means an increase in current, and vice versa). Dengan mantap perlawanan, saat ini berikut tegangan (peningkatan tegangan berarti peningkatan saat ini, dan sebaliknya).
With voltage steady, changes in current and resistance are opposite (an increase in current means a decrease in resistance, and vice versa). Dengan tegangan stabil, perubahan dan perlawanan saat ini berlawanan (peningkatan arus berarti penurunan resistensi, dan sebaliknya).
With current steady, voltage follows resistance (an increase in resistance means an increase in voltage). Dengan mantap saat ini, tegangan berikut resistensi (peningkatan ketahanan berarti peningkatan tegangan).
Bagaimana tegangan, arus, dan hambatan terkait
An electric circuit is formed when a conductive path is created to allow free electrons to continuously move. Sebuah sirkuit listrik terbentuk ketika jalur konduktif dibuat untuk memungkinkan elektron bebas untuk terus bergerak. This continuous movement of free electrons through the conductors of a circuit is called a current , and it is often referred to in terms of "flow," just like the flow of a liquid through a hollow pipe. Gerakan elektron bebas terus-menerus melalui konduktor dari sebuah sirkuit yang disebut sekarang, dan sering disebut istilah "aliran," seperti aliran cairan melalui pipa berlubang.
The force motivating electrons to "flow" in a circuit is called voltage . Gaya memotivasi elektron untuk "mengalir" di sirkuit ini disebut tegangan. Voltage is a specific measure of potential energy that is always relative between two points. Tegangan adalah ukuran tertentu dari energi potensial yang selalu relatif antara dua titik. When we speak of a certain amount of voltage being present in a circuit, we are referring to the measurement of how much potential energy exists to move electrons from one particular point in that circuit to another particular point. Ketika kita berbicara tentang sejumlah tegangan yang hadir di sirkuit, kita merujuk pada pengukuran potensial ada berapa banyak energi untuk memindahkan elektron dari satu titik tertentu di dalam rangkaian yang ke jalur tertentu. Without reference to two particular points, the term "voltage" has no meaning. Tanpa referensi untuk dua titik tertentu, tegangan "istilah" tidak ada artinya.
Free electrons tend to move through conductors with some degree of friction, or opposition to motion. Gratis elektron cenderung bergerak melalui konduktor dengan beberapa derajat gesekan, atau oposisi terhadap gerakan. This opposition to motion is more properly called resistance . Hal ini bertentangan dengan gerakan lebih tepat disebut resistensi. The amount of current in a circuit depends on the amount of voltage available to motivate the electrons, and also the amount of resistance in the circuit to oppose electron flow. Jumlah arus di sirkuit tergantung pada jumlah tegangan yang tersedia untuk memotivasi elektron, dan juga jumlah perlawanan di dalam rangkaian untuk menentang arus elektron. Just like voltage, resistance is a quantity relative between two points. Sama seperti tegangan, resistansi adalah besaran relatif antara dua titik. For this reason, the quantities of voltage and resistance are often stated as being "between" or "across" two points in a circuit. Untuk alasan ini, jumlah tegangan dan perlawanan sering dinyatakan sebagai "antara" atau "di" dua titik dalam rangkaian.
To be able to make meaningful statements about these quantities in circuits, we need to be able to describe their quantities in the same way that we might quantify mass, temperature, volume, length, or any other kind of physical quantity. Untuk dapat membuat pernyataan yang berarti tentang jumlah di sirkuit ini, kita harus mampu menggambarkan jumlah mereka dengan cara yang sama bahwa kita bisa mengukur massa, temperatur, volume, panjang, atau jenis lain dari kuantitas fisik. For mass we might use the units of "kilogram" or "gram." Untuk massa kita bisa menggunakan unit "kilogram" atau "gram." For temperature we might use degrees Fahrenheit or degrees Celsius. Untuk suhu kita dapat menggunakan derajat Fahrenheit atau derajat Celcius. Here are the standard units of measurement for electrical current, voltage, and resistance: Berikut adalah satuan standar pengukuran untuk tegangan listrik arus,, dan resistensi:

The "symbol" given for each quantity is the standard alphabetical letter used to represent that quantity in an algebraic equation. Simbol "" yang diberikan untuk setiap kuantitas adalah huruf abjad standar yang digunakan untuk mewakili kuantitas bahwa dalam suatu persamaan aljabar. Standardized letters like these are common in the disciplines of physics and engineering, and are internationally recognized. Standar surat seperti ini yang umum dalam disiplin ilmu fisika dan rekayasa, dan diakui secara internasional. The "unit abbreviation" for each quantity represents the alphabetical symbol used as a shorthand notation for its particular unit of measurement. The "Unit singkatan" untuk setiap kuantitas merupakan simbol alfabet digunakan sebagai notasi singkat untuk unit tertentu yang pengukuran. And, yes, that strange-looking "horseshoe" symbol is the capital Greek letter Ω, just a character in a foreign alphabet (apologies to any Greek readers here). Dan, ya, yang aneh "tapal kuda" simbol ibukota Ω huruf Yunani, hanya karakter dalam alfabet asing (maaf untuk semua pembaca Yunani di sini).
Each unit of measurement is named after a famous experimenter in electricity: The amp after the Frenchman Andre M. Ampere, the volt after the Italian Alessandro Volta, and the ohm after the German Georg Simon Ohm. Setiap unit pengukuran yang dinamai setelah eksperimen terkenal di listrik: amp ini setelah Prancis Andre M. Ampere, volt setelah Italia Alessandro Volta, dan ohm setelah Jerman Georg Simon Ohm.
The mathematical symbol for each quantity is meaningful as well. Simbol matematika untuk setiap kuantitas juga bermakna. The "R" for resistance and the "V" for voltage are both self-explanatory, whereas "I" for current seems a bit weird. R "" untuk ketahanan dan "V" untuk tegangan keduanya cukup jelas, sedangkan "saya" untuk saat ini tampaknya sedikit aneh. The "I" is thought to have been meant to represent "Intensity" (of electron flow), and the other symbol for voltage, "E," stands for "Electromotive force." "Aku" adalah diduga dimaksudkan untuk mewakili "Intensitas" (elektron aliran), dan simbol lainnya untuk tegangan, "E," singkatan dari "gaya gerak listrik." From what research I've been able to do, there seems to be some dispute over the meaning of "I." Dari penelitian apa yang saya bisa lakukan, sepertinya ada pertikaian arti "I." The symbols "E" and "V" are interchangeable for the most part, although some texts reserve "E" to represent voltage across a source (such as a battery or generator) and "V" to represent voltage across anything else. Simbol "E" dan "V" yang dipertukarkan untuk sebagian besar, meskipun beberapa cadangan teks "E" untuk mewakili tegangan pada sumber (seperti baterai atau generator) dan "V" untuk mewakili tegangan pada hal lain.
All of these symbols are expressed using capital letters, except in cases where a quantity (especially voltage or current) is described in terms of a brief period of time (called an "instantaneous" value). Semua simbol ini disajikan dengan menggunakan huruf kapital, kecuali dalam kasus di mana suatu kuantitas (terutama tegangan atau arus) digambarkan dalam jangka waktu singkat (disebut "sesaat" nilai). For example, the voltage of a battery, which is stable over a long period of time, will be symbolized with a capital letter "E," while the voltage peak of a lightning strike at the very instant it hits a power line would most likely be symbolized with a lower-case letter "e" (or lower-case "v") to designate that value as being at a single moment in time. Sebagai contoh, tegangan dari baterai, yang stabil selama jangka waktu yang panjang, akan dilambangkan dengan huruf kapital "E," sedangkan puncak tegangan dari sambaran petir di sangat cepat menyentuh kabel listrik akan paling mungkin akan dilambangkan dengan huruf kasus-rendah "e" (atau lebih rendah-kasus "v") untuk menunjuk sebagai nilai yang pada saat satu waktu. This same lower-case convention holds true for current as well, the lower-case letter "i" representing current at some instant in time. Konvensi ini rendah-kasus yang sama berlaku untuk saat ini juga, surat-kasus yang lebih rendah "i" mewakili saat ini di beberapa instan saat. Most direct-current (DC) measurements, however, being stable over time, will be symbolized with capital letters. Paling langsung-arus (DC) pengukuran, Namun, yang stabil sepanjang waktu, akan dilambangkan dengan huruf kapital.
One foundational unit of electrical measurement, often taught in the beginnings of electronics courses but used infrequently afterwards, is the unit of the coulomb , which is a measure of electric charge proportional to the number of electrons in an imbalanced state. Satu unit dasar pengukuran listrik, sering diajarkan di awal kursus elektronik tapi jarang digunakan kemudian, adalah unit coulomb, yang merupakan ukuran muatan listrik sebanding dengan jumlah elektron dalam keadaan seimbang. One coulomb of charge is equal to 6,250,000,000,000,000,000 electrons. Satu coulomb sama dengan muatan elektron 6.250.000.000.000.000.000. The symbol for electric charge quantity is the capital letter "Q," with the unit of coulombs abbreviated by the capital letter "C." Simbol untuk kuantitas muatan listrik adalah huruf kapital "Q," dengan satuan coulomb disingkat dengan huruf kapital "C." It so happens that the unit for electron flow, the amp, is equal to 1 coulomb of electrons passing by a given point in a circuit in 1 second of time. Sehingga terjadi bahwa unit untuk aliran elektron, amp, adalah sama dengan 1 coulomb elektron lewat titik tertentu dalam sebuah sirkuit pada waktu 1 detik. Cast in these terms, current is the rate of electric charge motion through a conductor. Pemain dalam ketentuan ini, saat ini adalah tingkat gerak muatan listrik melalui konduktor.
As stated before, voltage is the measure of potential energy per unit charge available to motivate electrons from one point to another. Sebagaimana dinyatakan sebelumnya, tegangan adalah ukuran energi potensial per satuan muatan yang tersedia untuk memotivasi elektron dari satu titik ke titik lain. Before we can precisely define what a "volt" is, we must understand how to measure this quantity we call "potential energy." Sebelum kita dapat secara tepat menjabarkan apa volt "" ini, kita harus memahami bagaimana mengukur kuantitas ini kita sebut "energi potensial." The general metric unit for energy of any kind is the joule , equal to the amount of work performed by a force of 1 newton exerted through a motion of 1 meter (in the same direction). Satuan metrik umum untuk energi dalam bentuk apapun adalah, joule sama dengan jumlah pekerjaan yang dilakukan oleh pasukan dari 1 newton diberikan melalui gerakan 1 meter (dalam arah yang sama). In British units, this is slightly less than 3/4 pound of force exerted over a distance of 1 foot. Dalam satuan Inggris, ini agak kurang dari 3 / 4 pon gaya yang diberikan lebih dari jarak 1 kaki. Put in common terms, it takes about 1 joule of energy to lift a 3/4 pound weight 1 foot off the ground, or to drag something a distance of 1 foot using a parallel pulling force of 3/4 pound. Masukkan istilah umum, dibutuhkan sekitar 1 joule energi untuk mengangkat berat 3 / 4 1 pon kaki dari tanah, atau untuk menarik sesuatu yang jarak 1 kaki menggunakan paralel menarik kekuatan 3 / 4 pound. Defined in these scientific terms, 1 volt is equal to 1 joule of electric potential energy per (divided by) 1 coulomb of charge. Didefinisikan dalam istilah-istilah ilmiah, 1 volt sama dengan 1 joule energi potensial listrik per (dibagi) 1 coulomb biaya. Thus, a 9 volt battery releases 9 joules of energy for every coulomb of electrons moved through a circuit. Jadi, baterai 9 volt, rilis 9 joule energi untuk setiap coulomb elektron bergerak melalui sebuah sirkuit.
These units and symbols for electrical quantities will become very important to know as we begin to explore the relationships between them in circuits. Unit-unit dan simbol untuk kuantitas listrik akan menjadi sangat penting untuk mengetahui saat kita mulai mengeksplorasi hubungan antara mereka di sirkuit. The first, and perhaps most important, relationship between current, voltage, and resistance is called Ohm's Law, discovered by Georg Simon Ohm and published in his 1827 paper, The Galvanic Circuit Investigated Mathematically . Yang pertama, dan mungkin paling penting, hubungan antara arus, tegangan, dan resistansi disebut Hukum Ohm, ditemukan oleh Georg Simon Ohm dan diterbitkan dalam makalahnya 1827, The Galvanic Circuit diselidiki matematis. Ohm's principal discovery was that the amount of electric current through a metal conductor in a circuit is directly proportional to the voltage impressed across it, for any given temperature. penemuan pokok Ohm adalah bahwa jumlah arus listrik melalui konduktor logam di sirkuit berbanding lurus dengan tegangan terkesan di atasnya, untuk setiap suhu tertentu. Ohm expressed his discovery in the form of a simple equation, describing how voltage, current, and resistance interrelate: Ohm mengungkapkan penemuannya dalam bentuk persamaan sederhana, menggambarkan bagaimana tegangan, arus, dan hambatan saling berhubungan:

In this algebraic expression, voltage (E) is equal to current (I) multiplied by resistance (R). Dalam ekspresi aljabar, tegangan (E) adalah sama dengan arus (I) dikalikan hambatan (R). Using algebra techniques, we can manipulate this equation into two variations, solving for I and for R, respectively: Dengan menggunakan teknik aljabar, kita dapat memanipulasi persamaan ini ke dalam dua variasi, pemecahan untuk I dan untuk R, masing-masing:

Let's see how these equations might work to help us analyze simple circuits: Mari kita lihat bagaimana persamaan bisa bekerja untuk membantu kita menganalisis rangkaian sederhana:

In the above circuit, there is only one source of voltage (the battery, on the left) and only one source of resistance to current (the lamp, on the right). Dalam rangkaian di atas, hanya ada satu sumber tegangan (baterai, di sebelah kiri) dan hanya satu sumber perlawanan terhadap arus (lampu, di sebelah kanan). This makes it very easy to apply Ohm's Law. Hal ini membuatnya sangat mudah untuk menerapkan Hukum Ohm. If we know the values of any two of the three quantities (voltage, current, and resistance) in this circuit, we can use Ohm's Law to determine the third. Jika kita mengetahui nilai-nilai dari setiap dua dari tiga kuantitas (tegangan, arus, dan hambatan) dalam rangkaian ini, kita dapat menggunakan Hukum Ohm untuk menentukan ketiga.
In this first example, we will calculate the amount of current (I) in a circuit, given values of voltage (E) and resistance (R): Dalam contoh pertama, kami akan menghitung jumlah arus (I) di sirkuit, diberi nilai tegangan (E) dan resistensi (R):

What is the amount of current (I) in this circuit? Berapa jumlah arus (I) dalam rangkaian ini?

In this second example, we will calculate the amount of resistance (R) in a circuit, given values of voltage (E) and current (I): Dalam contoh kedua, kami akan menghitung jumlah hambatan (R) dalam rangkaian, diberi nilai tegangan (E) dan arus (I):

What is the amount of resistance (R) offered by the lamp? Berapa jumlah resistensi (R) yang ditawarkan oleh lampu?

In the last example, we will calculate the amount of voltage supplied by a battery, given values of current (I) and resistance (R): Dalam contoh terakhir, kami akan menghitung jumlah tegangan dipasok oleh baterai, mengingat nilai arus (I) dan resistensi (R):

What is the amount of voltage provided by the battery? Berapa jumlah tegangan yang diberikan oleh baterai?

Ohm's Law is a very simple and useful tool for analyzing electric circuits. Hukum Ohm adalah alat yang sangat sederhana dan berguna untuk menganalisis rangkaian listrik. It is used so often in the study of electricity and electronics that it needs to be committed to memory by the serious student. Hal ini sering digunakan dalam studi listrik dan elektronik yang perlu berkomitmen untuk memori oleh mahasiswa yang serius. For those who are not yet comfortable with algebra, there's a trick to remembering how to solve for any one quantity, given the other two. Bagi mereka yang belum nyaman dengan aljabar, ada trik untuk mengingat bagaimana memecahkan untuk setiap kuantitas satu, diberikan dua lainnya. First, arrange the letters E, I, and R in a triangle like this: Pertama, mengatur huruf E, I, dan R dalam segitiga seperti ini:

If you know E and I, and wish to determine R, just eliminate R from the picture and see what's left: Jika Anda tahu E dan aku, dan ingin menentukan R, hanya menghilangkan R dari gambar dan melihat apa yang tersisa:

If you know E and R, and wish to determine I, eliminate I and see what's left: Jika Anda mengetahui E dan R, dan ingin menentukan saya, menghilangkan saya dan melihat apa yang tersisa:

Lastly, if you know I and R, and wish to determine E, eliminate E and see what's left: Terakhir, jika kau tahu aku dan R, dan ingin menentukan E, menghilangkan E dan melihat apa yang tersisa:

Eventually, you'll have to be familiar with algebra to seriously study electricity and electronics, but this tip can make your first calculations a little easier to remember. Akhirnya, Anda akan harus akrab dengan aljabar untuk serius belajar listrik dan elektronik, tetapi tip ini dapat membuat perhitungan pertama Anda sedikit lebih mudah untuk diingat. If you are comfortable with algebra, all you need to do is commit E=IR to memory and derive the other two formulae from that when you need them! Jika Anda merasa nyaman dengan aljabar, semua yang perlu Anda lakukan adalah melakukan E = IR ke memori dan menurunkan formula dua lainnya dari bahwa ketika Anda membutuhkannya!
REVIEW: TINJAUAN:
Voltage measured in volts , symbolized by the letters "E" or "V". Tegangan diukur dalam volt, dilambangkan dengan huruf "E" atau "V".
Current measured in amps , symbolized by the letter "I". Saat ini diukur dalam ampli, dilambangkan dengan huruf "I".
Resistance measured in ohms , symbolized by the letter "R". Resistansi yang diukur dalam ohm, dilambangkan dengan huruf "R".
Ohm's Law: E = IR ; I = E/R ; R = E/I Hukum Ohm: E = IR, I = E / R; R = E / I
Motor induksi
PARTS AND MATERIALS PARTS DAN BAHAN
AC power source: 120VAC AC sumber: 120VAC
Capacitor, 3.3 µF (or 2.2 µF) 120VAC or 350VDC, non-polarized Capacitor, 3,3 μF (atau 2,2 μF) 120VAC atau 350VDC, non-terpolarisasi
15 to 25 watt incandescent lamp or 820Ω 25 watt resistors 15-25 watt lampu pijar atau 820Ω 25 watt resistor
#32 AWG magnet wire # 32 AWG kawat magnet
wooden board approx. kayu papan approx. 5 in. square. 5 in persegi.
AC line cord with plug AC line kabel dengan plug
1.75 inch dia. 1,75 inci dialog. cardboard tubing (toilet paper roll) kardus tubing (toilet paper roll)
lamp socket soket lampu
AC power source: 220VAC AC sumber: 220VAC
Capacitor, 1.5 µF 240VAC or 680VDC, non-polarized Capacitor, 1,5 μF 240VAC atau 680VDC, non-terpolarisasi
25 to 40 watt incandescent lamp or 820Ω 25 watt resistors 25-40 watt lampu pijar atau 820Ω 25 watt resistor
#32 AWG magnet wire # 32 AWG kawat magnet
wooden board approx. kayu papan approx. 15 cm. 15 cm. square. persegi.
AC line cord with plug AC line kabel dengan plug
4.5 to 5 cm. 4,5-5 cm. dia. dialog. cardboard tubing. kardus tubing.
lamp socket soket lampu
CROSS-REFERENCES CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Lessons In Electric Circuits , Volume 2, chapter 13: "AC motors", "Single Phase induction motors","Permanent split-capacitor motor". Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 2, bab 13: motor AC "", "motor induksi Tahap Single", "Tetap kapasitor split-motor".

LEARNING OBJECTIVES TUJUAN BELAJAR
To build an AC permanent split-capacitor induction motor. Untuk membangun motor permanen AC split-induksi kapasitor.
To illustrate the simplicity of the AC induction motor. Untuk menggambarkan kesederhanaan motor induksi AC.

SCHEMATIC DIAGRAM Skematis DIAGRAM

ILLUSTRATION ILUSTRASI


INSTRUCTIONS INSTRUKSI
There are two parts lists to choose from depending upon the availability of 120VAC or 220VAC. Ada dua bagian daftar untuk memilih dari tergantung pada ketersediaan atau 220VAC 120VAC. Choose the one for your location. Pilih satu untuk lokasi Anda. This set of instructions is for the 120VAC version. Set instruksi ini adalah untuk versi 120VAC.
This is a simplified version of a "permanent capacitor split-phase induction motor". Ini adalah versi sederhana dari sebuah "motor induksi kapasitor permanen split-fase". By simplified, we mean the coils only requires a few hundred turns of wire instead of a few thousand. Dengan sederhana, kita berarti koil hanya membutuhkan beberapa ratus putaran kawat bukan beberapa ribu. This is easier to wind. Hal ini lebih mudah untuk angin. Though, the larger few thousand turns model is impressive. Padahal, semakin besar beberapa ribu ternyata model yang mengesankan. There are two stator coils as shown in the illustration above. Ada dua kumparan stator seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di atas. Approximately 440 turns of #32 AWG (American wire gauge) enameled magnet wire are wound over a one inch length of a slightly longer section of 1.75 inch diameter toilet paper tube. Sekitar 440 belokan # 32 AWG (ukuran kawat Amerika) kawat magnet berenamel adalah luka lebih panjang satu inci dari bagian sedikit lebih panjang sebesar 1,75 tabung kertas toilet inci diameter. To avoid counting the turns, close-wind four layers of magnet wire over a one inch width of the tube. Untuk menghindari penghitungan berubah, close-angin empat lapis kawat magnet lebih dari satu inci lebar tabung. See (b) above. Lihat (b) di atas. Leave a few inches of magnet wire for the leads. Tinggalkan beberapa inci kawat magnet untuk memimpin. Tape the beginning lead near the end of the tube so that the windings will cover and anchor the tape. Tape awal memimpin dekat ujung tabung sehingga gulungan jangkar akan tutup dan pita. Do not cut the final width of the cardboard tube until the winding is finished. Jangan memotong lebar akhir dari tabung karton sampai berkelok-kelok selesai. Close wind a single layer. Tutup angin single layer. Tape or cement the first layer to prevent unwinding before proceeding to the second layer. Tape atau semen lapisan pertama untuk mencegah unwinding sebelum melanjutkan ke lapisan kedua. Though it is possible to wind additional layers directly over existing layers, consider applying tape or paper between the layers as shown in schematic (b). Meskipun dimungkinkan untuk angin lapisan tambahan langsung melalui lapisan yang ada, pertimbangkan menggunakan pita atau kertas antara lapisan seperti ditunjukkan pada skema (b). After four layers are wound, glue the windings in place. Setelah empat lapisan yang luka, lem gulungan di tempat.
If close winding four layers of magnet wire it too difficult, scramble wind 440 turns of the magnet wire over the end of the cardboard tube. Jika dekat berliku empat lapis kawat magnet juga sulit, angin berebut 440 belokan kabel magnet di ujung tabung karton. However, the close-wound style coil mounts more easily to the baseboard. Namun, gaya koil dekat-luka mount lebih mudah untuk alas tiang itu. Keep the windings within a one inch length. Jauhkan dalam gulungan panjang satu inci.
Cut the finished winding from the end of the cardboard tube with a razor knife allowing the form to extend a little beyond the winding. Potong selesai berkelok-kelok dari ujung tabung karton dengan pisau cukur yang memungkinkan formulir untuk memperpanjang sedikit di luar berliku. Strip the enamel from an inch off the ends of the pair of lead wires with sandpaper. Strip email dari satu inci dari ujung sepasang kawat memimpin dengan amplas. Splice the bare ends to heavier gauge insulated hook-up wire. Sambatan yang telanjang berakhir untuk mengukur berat kawat berisolasi hook-up. Solder the splice. Solder sambatan itu. Insulate with tape or heat-shrink tubing. Melindungi dengan kaset atau panas-shrink tubing. Secure the splice to the coil body. Amankan sambatan ke tubuh kumparan. Then proceed with a second identical coil. Kemudian dilanjutkan dengan koil identik kedua.
Refer to both the schematic diagram and the illustration for assembly. Merujuk pada diagram skema dan ilustrasi untuk perakitan. Note that the coils are mounted at right angles. Perhatikan bahwa kumparan dipasang pada sudut kanan. They may be cemented to an insulating baseboard like wood. Mereka mungkin disemen ke alas tiang isolasi seperti kayu. The 25 watt lamp is wired in series with one coil. Lampu 25 watt adalah kabel secara seri dengan satu kumparan. This limits the current flowing through the coil. Hal ini membatasi arus yang mengalir melalui koil. The lamp is a substitute for an 820 Ω power resistor. Lampu adalah pengganti untuk daya resistor 820 Ω. The capacitor is wired in series with the other coil. Kapasitor adalah kabel secara seri dengan kumparan lainnya. It also limits the current through the coil. Ini juga membatasi arus yang melalui koil. In addition, it provides a leading phase shift of the current with respect to voltage. Di samping itu, memberikan pergeseran fasa utama arus terhadap tegangan. The schematic and illustration show no power switch or fuse. Skema dan ilustrasi tidak menunjukkan tombol power atau sekering. Add these if desired. Tambahkan tersebut jika diinginkan.
The rotor must be made of a ferromagnetic material like a steel can lid or bottle cap. Rotor harus terbuat dari bahan feromagnetik seperti baja bisa tutup atau tutup botol. The illustration below shows how to make the rotor. Ilustrasi di bawah ini menunjukkan bagaimana membuat rotor. Select a circular rotor either smaller than the coil forms or a little larger. Pilih rotor melingkar baik lebih kecil daripada bentuk kumparan atau sedikit lebih besar. Use geometry to locate and mark the center. geometri Gunakan untuk mencari dan menandai pusat. The center needs to be dimpled. Pusat perlu berlesung pipit. Select an eighth inch diameter (a few mm) nail (a) and file or grind the point round as shown at (b). Pilih diameter inci kedelapan (beberapa mm) paku (a) dan file atau menggiling putaran titik seperti yang ditunjukkan pada (b). Place the rotor atop a piece of soft wood (c) and hammer the rounded point into the center (d). Tempat rotor atas sepotong kayu lunak (c) dan palu titik berkembang menjadi pusat (d). Practice on a piece of similar scrap metal. Praktik pada sepotong besi tua yang sama. Take care not to pierce the rotor. Berhati-hatilah untuk tidak menembus rotor. A dished rotor (f) or a lid (g) balance better than the flat rotor (e). Sebuah dished rotor (f) atau penutup (g) keseimbangan yang lebih baik daripada rotor flat (e). The pivot point (e) may be a straight pin driven through a movable wooden pedestal, or through the main board. Titik pivot (e) dapat pin langsung didorong melalui alas kayu bergerak, atau melalui papan utama. The tip of a ball-point pen also works. Ujung pena-titik bola juga bekerja. If the rotor does not balance atop the pivot, remove metal from the heavy side. Jika rotor tidak seimbang di atas poros, cabut dari sisi logam berat.

Double check the wiring. Periksa kabel. Check that any bare wire has been insulated. Periksa bahwa kabel yang telanjang telah terisolasi. The circuit may be powered-up without the rotor. sirkuit mungkin powered-up tanpa rotor. The lamp should light. Lampu harus terang. Both coils will warm within a few minutes. Kedua kumparan akan hangat dalam beberapa menit. Excessive heating means that a lower wattage (higher resistance) lamp and a lower value capacitor should be substituted in series with the respective coils. pemanasan yang berlebihan berarti wattage yang lebih rendah (resistensi tinggi) lampu dan kapasitor nilai lebih rendah harus diganti secara seri dengan kumparan masing-masing.
Place the rotor atop the pivot and move it between both coils. Tempatkan di atas poros rotor dan bergerak di antara kedua koil. It should spin. Seharusnya spin. The closer it is, the faster it should spin. Semakin dekat, semakin cepat seharusnya spin. Both coils should be warm, indicating power. Kedua kumparan harus hangat, menunjukkan kekuasaan. Try different size and style rotors. Coba ukuran yang berbeda dan gaya rotor. Try a small rotor on the opposite side of the coils compared to the illustration. Coba rotor kecil di sisi berlawanan dari koil dibandingkan dengan ilustrasi tersebut.
For lack of #32 AWG magnet wire try 440 turns of slightly a larger diameter (lesser AWG number) wire. Untuk kekurangan magnet kawat # 32 AWG mencoba sedikit 440 putaran dengan diameter yang lebih besar (lebih kecil nomor AWG) kawat. This will require more than 4 layers for the required turns. Ini akan membutuhkan lebih dari 4 lapisan yang diperlukan untuk berubah. A night-light fixture might be less expensive than the full-size lamp socket illustrated. A fixture lampu malam mungkin lebih murah daripada soket lampu ukuran penuh ilustrasi. Though night-light bulbs are too low a wattage at 3 or 7 watts, 15 watt bulbs fit the socket. Meskipun lampu-lampu malam terlalu rendah watt di 3 atau 7 watt, 15 watt bulbs sesuai soket.
Tahap pergeseran
PARTS AND MATERIALS PARTS DAN BAHAN
Low-voltage AC power supply AC tegangan rendah power supply
Two capacitors, 0.1 µF each, non-polarized (Radio Shack catalog # 272-135) Dua kapasitor, masing-masing 0,1 μF, non-terpolarisasi (Radio Shack katalog # 272-135)
Two 27 kΩ resistors Dua resistor 27 kΩ
I recommend ceramic disk capacitors, because they are insensitive to polarity (non-polarized), inexpensive, and durable. Saya sarankan disk kapasitor keramik, karena mereka tidak sensitif terhadap polaritas (non-terpolarisasi), murah, dan tahan lama. Avoid capacitors with any kind of polarity marking, as these will be destroyed when powered by AC! Hindari kapasitor dengan jenis polaritas tanda, karena ini akan dihancurkan ketika powered by AC!

CROSS-REFERENCES CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Lessons In Electric Circuits , Volume 2, chapter 1: "Basic AC Theory" Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 2, bab 1: "Dasar AC Teori"
Lessons In Electric Circuits , Volume 2, chapter 4: "Reactance and Impedance -- Capacitive" Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 2, bab 4: "Reaktansi dan Impedansi - Capacitive"

LEARNING OBJECTIVES TUJUAN BELAJAR
How out-of-phase AC voltages do not add algebraically, but according to vector (phasor) arithmetic Cara out-of-fase tegangan AC tidak menambahkan aljabar, tetapi menurut vektor (fasor) aritmatika

SCHEMATIC DIAGRAM Skematis DIAGRAM


ILLUSTRATION ILUSTRASI


INSTRUCTIONS INSTRUKSI
Build the circuit and measure voltage drops across each component with an AC voltmeter. Membangun sirkuit dan mengukur tegangan tetes di setiap komponen dengan voltmeter AC. Measure total (supply) voltage with the same voltmeter. Mengukur total (supply) tegangan dengan voltmeter yang sama. You will discover that the voltage drops do not add up to equal the total voltage. Anda akan menemukan bahwa tetes tegangan tidak menambahkan hingga sama dengan tegangan total. This is due to phase shifts in the circuit: voltage dropped across the capacitors is out-of-phase with voltage dropped across the resistors, and thus the voltage drop figures do not add up as one might expect. Hal ini disebabkan fase pergeseran dalam rangkaian: tegangan jatuh di kapasitor adalah out-of-fase dengan tegangan jatuh di resistor, dan dengan demikian angka drop tegangan tidak menambahkan seperti yang diharapkan. Taking phase angle into consideration, they do add up to equal the total, but a voltmeter doesn't provide phase angle measurements, only amplitude. Mengambil sudut fase ke dalam pertimbangan, mereka menambahkan hingga total sama, tetapi voltmeter tidak memberikan sudut pengukuran fase, amplitudo saja.
Try measuring voltage dropped across both resistors at once. Cobalah mengukur tegangan jatuh di kedua resistor sekaligus. This voltage drop will equal the sum of the voltage drops measured across each resistor separately. Drop tegangan ini akan sama dengan jumlah tetes diukur tegangan pada resistor masing-masing secara terpisah. This tells you that both the resistors' voltage drop waveforms are in-phase with each other, since they add simply and directly. Ini memberitahu Anda bahwa tegangan kedua resistor 'bentuk gelombang drop-fase dalam satu sama lain, karena mereka menambahkan secara sederhana dan langsung.
Measure voltage dropped across both capacitors at once. Mengukur tegangan jatuh di kedua kapasitor sekaligus. This voltage drop, like the drop measured across the two resistors, will equal the sum of the voltage drops measured across each capacitor separately. Ini drop tegangan, seperti drop diukur di dua resistor, akan sama dengan jumlah tegangan tetes diukur secara terpisah di masing-masing kapasitor. Likewise, this tells you that both the capacitors' voltage drop waveforms are in-phase with each other. Demikian juga, ini memberitahu Anda bahwa tegangan kedua kapasitor 'bentuk gelombang drop-fase dalam satu sama lain.
Given that the power supply frequency is 60 Hz (household power frequency in the United States), calculate impedances for all components and determine all voltage drops using Ohm's Law (E=IZ ; I=E/Z ; Z=E/I). Mengingat bahwa frekuensi listrik adalah 60 Hz (rumah tangga daya frekuensi di Amerika Serikat), menghitung impedansi untuk semua komponen dan menentukan tegangan semua tetes dengan menggunakan Ohm Hukum (E = IZ; I = E / Z, Z = E / I). The polar magnitudes of the results should closely agree with your voltmeter readings. Besarnya kutub hasil erat harus setuju dengan pembacaan voltmeter Anda.

COMPUTER SIMULATION SIMULASI KOMPUTER
Schematic with SPICE node numbers: Skematis dengan nomor node SPICE:

The two large-value resistors R bogus1 and R bogus1 are connected across the capacitors to provide a DC path to ground in order that SPICE will work. Dua besar-nilai resistor R dan R bogus1 bogus1 terhubung melintasi kapasitor untuk menyediakan jalan DC ke tanah agar SPICE akan bekerja. This is a "fix" for one of SPICE's quirks, to avoid it from seeing the capacitors as open circuits in its analysis. Ini adalah memperbaiki "" untuk salah satu quirks SPICE, untuk menghindarinya dari melihat kapasitor sebagai rangkaian terbuka di analisisnya. These two resistors are entirely unnecessary in the real circuit. Kedua resistor seluruhnya tidak perlu dalam rangkaian nyata.

Netlist (make a text file containing the following text, verbatim): Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
phase shift pergeseran fasa
v1 1 0 ac 12 sin v1 1 0 12 ac dosa
r1 1 2 27k r1 1 2 27k
r2 2 3 27k r2 2 3 27k
c1 3 4 0.1u c1 3 4 0.1u
c2 4 0 0.1u c2 4 0 0.1u
rbogus1 3 4 1e9 rbogus1 3 4 1e9
rbogus2 4 0 1e9 rbogus2 4 0 1e9
.ac lin 1 60 60 ac lin. 1 60 60
* Voltage across each component: * Tegangan di setiap komponen:
.print ac v(1,2) v(2,3) v(3,4) v(4,0) cetak v ac (1,2) v. (2,3) v (3,4) v (4,0)
* Voltage across pairs of similar components * Tegangan di pasang komponen serupa
.print ac v(1,3) v(3,0) cetak v ac (1,3) v (3,0.)
.end . Akhir
Induktor-kapasitor "tank" sirkuit
PARTS AND MATERIALS PARTS DAN BAHAN
Oscilloscope Oscilloscope
Assortment of non-polarized capacitors (0.1 µF to 10 µF) Bermacam-macam kapasitor non-terpolarisasi (0,1 μF sampai 10 μF)
Step-down power transformer (120V / 6 V) Langkah-down transformator daya (120V / 6 V)
10 kΩ resistors 10 kΩ resistor
Six-volt battery Enam-volt baterai
The power transformer is used simply as an inductor, with only one winding connected. Transformator daya yang digunakan hanya sebagai sebuah induktor, dengan hanya satu belitan terhubung. The unused winding should be left open. Gulungan tidak digunakan harus dibiarkan terbuka. A simple iron core, single-winding inductor (sometimes known as a choke ) may also be used, but such inductors are more difficult to obtain than power transformers. Sebuah inti besi sederhana, satu-berliku induktor (kadang-kadang dikenal sebagai choke) juga dapat digunakan, namun induktor tersebut lebih sulit diperoleh dari transformator daya.

CROSS-REFERENCES CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Lessons In Electric Circuits , Volume 2, chapter 6: "Resonance" Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 2, bab 6: "Resonansi"

LEARNING OBJECTIVES TUJUAN BELAJAR
How to build a resonant circuit Bagaimana membangun sirkuit resonan
Effects of capacitor size on resonant frequency Pengaruh ukuran kapasitor pada frekuensi resonansi
How to produce antiresonance Bagaimana menghasilkan antiresonance

SCHEMATIC DIAGRAM Skematis DIAGRAM


ILLUSTRATION ILUSTRASI


INSTRUCTIONS INSTRUKSI
If an inductor and a capacitor are connected in parallel with each other, and then briefly energized by connection to a DC voltage source, oscillations will ensue as energy is exchanged from the capacitor to inductor and vice versa. Jika induktor dan kapasitor dihubungkan secara paralel satu sama lain, dan kemudian sebentar energi dengan sambungan ke sumber tegangan DC, osilasi akan terjadi sebagai energi dipertukarkan dari kapasitor untuk induktor dan sebaliknya. These oscillations may be viewed with an oscilloscope connected in parallel with the inductor/capacitor circuit. Osilasi ini dapat dilihat dengan osiloskop dihubungkan secara paralel dengan induktor / rangkaian kapasitor. Parallel inductor/capacitor circuits are commonly known as tank circuits . induktor paralel / rangkaian kapasitor umumnya dikenal sebagai rangkaian tangki.
Important note: I recommend against using a PC/sound card as an oscilloscope for this experiment, because very high voltages can be generated by the inductor when the battery is disconnected (inductive "kickback"). Catatan penting: Saya sarankan tidak menggunakan PC / kartu suara sebagai osiloskop untuk percobaan ini, karena tegangan sangat tinggi dapat dihasilkan oleh induktor ketika baterai dilepas (induktif "bantingan"). These high voltages will surely damage the sound card's input, and perhaps other portions of the computer as well. Tegangan tinggi ini pasti akan merusak masukan kartu suara, dan mungkin bagian lain dari komputer juga.
A tank circuit's natural frequency, called the resonant frequency , is determined by the size of the inductor and the size of the capacitor, according to the following equation: sirkuit alam's frekuensi tangki A, disebut frekuensi resonansi, ditentukan oleh ukuran induktor dan kapasitor ukuran, menurut persamaan berikut:

Many small power transformers have primary (120 volt) winding inductances of approximately 1 H. Use this figure as a rough estimate of inductance for your circuit to calculate expected oscillation frequency. Banyak transformator daya kecil memiliki induktansi primer (120 volt) yang berkelok-kelok sekitar 1 H. Gunakan angka ini sebagai perkiraan kasar induktansi untuk rangkaian Anda untuk menghitung frekuensi osilasi yang diharapkan.
Ideally, the oscillations produced by a tank circuit continue indefinitely. Idealnya, osilasi yang dihasilkan oleh rangkaian tangki terus tanpa batas. Realistically, oscillations will decay in amplitude over the course of several cycles due to the resistive and magnetic losses of the inductor. Realistis, osilasi akan membusuk dalam amplitudo selama beberapa siklus karena kerugian resistif dan magnetik induktor. Inductors with a high "Q" rating will, of course, produce longer-lasting oscillations than low-Q inductors. Induktor dengan rating "tinggi" Q, tentu saja, menghasilkan osilasi tahan lebih lama daripada induktor rendah-Q.
Try changing capacitor values and noting the effect on oscillation frequency. Cobalah mengubah nilai kapasitor dan mencatat efek pada frekuensi osilasi. You might notice changes in the duration of oscillations as well, due to capacitor size. Anda mungkin melihat perubahan dalam jangka waktu osilasi juga, karena ukuran kapasitor. Since you know how to calculate resonant frequency from inductance and capacitance, can you figure out a way to calculate inductor inductance from known values of circuit capacitance (as measured by a capacitance meter) and resonant frequency (as measured by an oscilloscope)? Karena Anda tahu bagaimana menghitung frekuensi resonansi dari induktansi dan kapasitansi, dapat Anda mengetahui cara untuk menghitung induktansi induktor dari nilai-nilai kapasitansi sirkuit diketahui (diukur dengan kapasitansi meter) dan frekuensi resonansi (diukur dengan osiloskop)?
Resistance may be intentionally added to the circuit -- either in series or parallel -- for the express purpose of dampening oscillations. Perlawanan mungkin sengaja ditambahkan ke sirkuit - baik secara seri atau paralel - bagi tujuan dari osilasi dampening. This effect of resistance dampening tank circuit oscillation is known as antiresonance . Ini pengaruh ketahanan osilasi rangkaian tangki dampening dikenal sebagai antiresonance. It is analogous to the action of a shock absorber in dampening the bouncing of a car after striking a bump in the road. Hal ini sejalan dengan tindakan dari shock breker dalam meredam memantul dari mobil setelah mencolok benjolan di jalan.

COMPUTER SIMULATION SIMULASI KOMPUTER
Schematic with SPICE node numbers: Skematis dengan nomor node SPICE:

R stray is placed in the circuit to dampen oscillations and produce a more realistic simulation. R nyasar ditempatkan di dalam rangkaian untuk meredam osilasi dan menghasilkan simulasi yang lebih realistis. A lower R stray value causes longer-lived oscillations because less energy is dissipated. Sebuah tersesat R-nilai yang lebih rendah menyebabkan hidup osilasi lagi karena energi lebih sedikit hilang. Eliminating this resistor from the circuit results in endless oscillation. Menghilangkan ini resistor dari hasil rangkaian osilasi tak ada habisnya.

Netlist (make a text file containing the following text, verbatim): Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
tank circuit with loss tangki sirkuit dengan kerugian
l1 1 0 1 ic=0 l1 1 0 1 ic = 0
rstray 1 2 1000 rstray 1 2 1000
c1 2 0 0.1u ic=6 c1 2 0 0.1u ic = 6
.tran 0.1m 20m uic tran 0.1m. UIC 20m
.plot tran v(1,0) plot tran. v (1,0)
.end . Akhir

camera

Live Stream