Elektronik Für Kids For Dummies Cheat Sheet - Dummies

Schärfen Sie Ihre Fähigkeiten im Schaltungsbau, indem Sie herausfinden, wie Sie die bunten Streifen auf Widerständen lesen und wie Sie Ihre eigenen Schaltdrähte herstellen. Dann werfen Sie einen Blick darauf, wie Batterien funktionieren, damit Sie sicher sind, das Beste aus diesen gemeinsamen Energiequellen herauszuholen.

Wie man Widerstandswerte liest

Wenn Sie denken, dass diese bunten Bänder auf Ihren Widerständen nur für die Show da sind, denken Sie noch einmal nach! Diese Bänder sagen Ihnen den Wert des Widerstands. Bevor Sie den Widerstandswert decodieren können, müssen Sie etwas mehr über Widerstände wissen.

Es gibt zwei Haupttypen von Widerständen:

Standardwiderstände haben vier Farbbänder. Drei der Bänder sagen Ihnen den Nennwert , dh den Wert, den der Widerstand haben soll. Das vierte Band gibt die -Toleranz des Widerstandes an, die angibt, wie weit der tatsächliche Widerstand vom Nennwert entfernt sein könnte. (Der Herstellungsprozess ist nicht perfekt, daher sind die meisten Widerstände etwas abgefallen.)

Zum Beispiel können Sie kaufen, was Sie denken, ist ein 100 Omega Widerstand, aber der tatsächliche Widerstand ist wahrscheinlich nicht genau 100 Omega. Es kann 97 oder 104 Omega oder ein anderer Wert nahe 100 Omega sein. Für die meisten Schaltungen ist "close" gut genug.
Präzisionswiderstände , die genauere Werte als Standardwiderstände haben, haben fünf Farbbänder. Vier der Bänder sagen Ihnen den Nominalwert aus. Das fünfte Band sagt Ihnen die Toleranz.

Sie können sich auf den tatsächlichen Widerstand eines Präzisionswiderstands verlassen, der sich in der Nähe seines Nennwerts befindet. Wenn Sie also einen 100-Omega-Präzisionswiderstand kaufen, liegt der tatsächliche Wert wahrscheinlich bei 1 oder 2 von 100 Omega.

Die folgende Abbildung zeigt ein Diagramm des Farbcodes eines Standardwiderstands (Vierband). Sie verwenden diesen Farbcode, um den Nennwert und die Toleranz eines Standardwiderstands herauszufinden.

Decodieren des Nennwerts eines Widerstands

So verwenden Sie den Farbcode, um den Nennwert des Widerstands zu ermitteln (siehe Abbildung):

Entscheiden Sie, welches Band das erste Band ist.

Vergleichen Sie die Enden des Widerstands. Gewöhnlich ist das farbige Band an einem Ende näher an diesem Ende als das farbige Band am anderen Ende. Wenn dies der Fall ist, ist das Band, das einem Ende des Widerstands am nächsten ist, das erste Band.

Wenn Sie nicht feststellen können, welches das erste Band ist, sehen Sie sich die beiden äußeren Bänder an. Wenn eines der äußeren Bänder aus Silber oder Gold besteht, ist dieses Band wahrscheinlich das letzte Band, also ist das erste Band am anderen Ende.
Suchen Sie die Farbe des ersten Bandes in der Spalte "1. Stelle" und suchen Sie die Nummer, die dieser Farbe zugeordnet ist.

Diese Zahl ist die erste Ziffer des Widerstands.In dem in der vorhergehenden Abbildung gezeigten Widerstand ist das erste Band gelb, so dass die erste Ziffer 4 ist.
Suchen Sie die Farbe des zweiten Bandes in der Spalte "2. Stelle" und suchen Sie die Nummer, die dieser Farbe zugeordnet ist.

Diese Zahl ist die zweite Ziffer des Widerstands. In dem in der vorhergehenden Abbildung gezeigten Widerstand ist das zweite Band violett, also die zweite Ziffer 7.
Schlage die Farbe des dritten Bandes in der mit "X" beschrifteten Spalte nach und finde die Nummer, die dieser Farbe zugeordnet ist.

Diese Zahl ist der Multiplikator. In dem in der vorhergehenden Figur gezeigten Widerstand ist das dritte Band braun, so dass der Multiplikator 10 1 999 ist (was 10 ist). ^{Stellen Sie die ersten beiden Ziffern nebeneinander, um eine zweistellige Zahl zu bilden.} Für den in der vorherigen Abbildung gezeigten Widerstand sind die ersten beiden Ziffern 4 und 7, also die zweistellige Zahl 47.
Multiplizieren Sie die zweistellige Zahl mit dem Multiplikator.

Hiermit erhalten Sie den Nennwert des Widerstands in Ohm. In dem in der vorhergehenden Abbildung gezeigten Widerstand ist die zweistellige Zahl 47 und der Multiplikator ist 10, daher ist der Nennwert
Eine einfache Möglichkeit, eine ganze Zahl mit einer

Potenz von 10

zu multiplizieren (das heißt 10 0 999, 10 999 1 999, 10 999 2 999, 10 999 3 999 und so weiter) ist einfach anzufügen (Bedeutung tack am Ende die ganze Zahl mit Nullen, und benutze den Exponenten (das ist die kleine, erhabene Zahl neben der 10), um dir mitzuteilen, wie viele Nullen angehängt werden sollen. Hier sind zwei Beispiele: ^{22 x 10 3 999.} Der Exponent ist 3, also kleben Sie 3 Nullen rechts von 22, und Sie erhalten 22, 000. (Der Multiplikator ist in diesem Fall 10 ³ , also 1, 000.) < 56 × 10 ⁰ . ^{Der Exponent ist 0, also kleben Sie 0 Nullen rechts von 56, und Sie erhalten 37. (Der Multiplikator ist in diesem Fall 10} 0 , was 1 ist, da jede Zahl auf 0th power = 1.) Wenn Sie einen Präzisionswiderstand (5-Band-Widerstand) haben (den Sie wahrscheinlich nicht für Projekte in

Elektronik für Kinder für Dummies ^{verwenden), gibt Ihnen der dritte Band die dritte Ziffer des Widerstands und das vierte Band gibt Ihnen den Multiplikator.} Lesen einer Widerstandstoleranz Um herauszufinden, wie weit vom tatsächlichen Wert der tatsächliche Widerstand entfernt sein könnte, betrachten Sie das vierte Band auf einem Standardwiderstand (oder das fünfte Band auf einem Präzisionswiderstand). Beziehen Sie sich auf die vorhergehende Abbildung für den Farbcode für die Toleranz eines Widerstands. ^{Sagen Sie, dass das vierte Band des 470 Omega-Widerstands, das Sie für ein bestimmtes Projekt ausgewählt haben, Gold ist. Die Farbe, Gold, in der Spalte "Toleranz" in der Abbildung repräsentiert eine Toleranz von 5 Prozent. Da 5 Prozent von 470 23,5 sind, könnte der tatsächliche Widerstand 23 betragen. 5 Omega} höher oder niedriger
als 470 Omega. Der tatsächliche Wert des Widerstandes könnte also ein Wert von 446,5 bis 493,5 Ω sein. ^{Die meisten Standardwiderstände haben Toleranzen von 5%, 10% oder 20% und die meisten Präzisionswiderstände haben Toleranzen von 1% oder 2%. Für die meisten Schaltkreise - und für alle Projekte in} Elektronik für Kinder für Dummies - ist es in Ordnung, einen Standardwiderstand zu verwenden.Für bestimmte Schaltkreise ist es wichtig, einen Präzisionswiderstand mit einer niedrigeren Toleranz zu verwenden. ^{Die folgende Abbildung zeigt zwei weitere Beispiele für Widerstände und ihre Werte.} Sie können den tatsächlichen Wert eines bestimmten Widerstands mit einem Gerät messen, das als

-Multimeter bezeichnet wird. Wenn Sie beispielsweise ein Multimeter verwenden, um einen 470-Omega-Widerstand mit einer Toleranz von 5 Prozent zu messen, können Sie feststellen, dass der tatsächliche Wert 481 Omega beträgt. Jumperdrähte herstellen

Ein

Jumperdraht

ist ein kurzer isolierter Draht mit blanken (abisolierten) Enden. Sie verwenden Jumper-Drähte, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, um zwei Punkte in einem Steckplatzkreis zu verbinden. Selbst wenn Sie einen Satz von vorgestanzten Überbrückungskabeln haben, ist es wahrscheinlich, dass Sie einen Überbrückungskabel mit einer bestimmten Länge für einen oder zwei Stromkreise herstellen müssen. Einen Überbrückungskabel herzustellen ist nicht so schwer, solange man den richtigen Draht, Werkzeuge und ein wenig Geduld hat. Sie beginnen mit einer Rolle (oder einem langen Stück) aus isoliertem Draht, der dick genug ist - aber nicht zu dick - um in die Kontaktlöcher Ihres Steckbretts zu passen. Der

Maßstab (ausgesprochen "Gage") eines Drahtes ist ein Maß für seinen Durchmesser. Suchen Sie nach 20- oder 22-Gauge-Draht. In Nordamerika wird das Messgerät oft als AWG (für American Wire Gauge) bezeichnet. Außerdem benötigen Sie einen Drahtschneider und einen Abisolierer oder ein Werkzeug, das beide Aufgaben erledigt, sowie eine Spitzzange. Sie werden es viel einfacher finden, Überbrückungsdrähte herzustellen, wenn Ihr Abisolierzange einen Messgerät-Auswahlknopf oder mehrere Schneidkerben hat, die für verschiedene Messgeräte beschriftet sind. Mithilfe von Messgeräten können Sie die Isolierung abisolieren, ohne sich Gedanken über das Abschneiden des Kabels unter der Isolierung machen zu müssen.

Wenn Sie einen generischen Abisolierer verwenden, müssen Sie darauf achten, dass der Draht nicht versehentlich

nick einschneidet, wenn Sie die Isolierung abisolieren. Nicks schwächen den Draht, und ein schwacher Draht kann in einem Steckbrettloch stecken bleiben und den ganzen Tag ruinieren. Gehen Sie wie folgt vor, um einen eigenen Überbrückungsdraht herzustellen:

Schneiden Sie den Draht mit einem Drahtschneidewerkzeug auf die gewünschte Länge.

Wenn Sie beispielsweise einen 1-Zoll-Überbrückungskabel benötigen, schneiden Sie einen Draht aus, der mindestens 3 bis 4 Zoll lang ist, so dass Sie Platz lassen, um an jedem Ende etwas Isolierung abzulösen. Es ist besser, eine längere Drahtlänge zu schneiden und sie zu beschneiden, wenn Sie möchten, als eine kürzere Drahtlänge zu schneiden und zu finden, dass sie zu kurz für Ihre Schaltung ist. Entfernen Sie etwa 1 / 4- bis 1/3-Zoll-Isolierung von jedem Ende. Wenn Sie einen abgemessenen Abisolierer verwenden, führen Sie die folgenden Schritte aus:

Wählen Sie das Messgerät auf 20 oder 22 (je nachdem, welches Kabel Sie verwenden) oder suchen Sie die Kerbe mit der Bezeichnung 20 oder 22.

Backen des Drahtabstreifers öffnen, legen Sie den Draht in die entsprechende Kerbe des Abisolierzylinders, so daß etwa 1/4 bis 1/3 Zoll des Drahts über den Abisolierer hinausragen. Halten Sie den Abisolierer fest - als ob Sie versuchen, den Draht zu durchtrennen -, während Sie den Draht durch das Abisolierwerkzeug verdrehen und ziehen. Die Isolierung sollte sich lösen, aber der Draht sollte intakt bleiben. Wenn Sie einen generischen Abisolierer verwenden, führen Sie die folgenden Schritte aus:

Legen Sie das Ende des Kabels in die Schneidklingen des Abisolierzylinders, so dass etwa 1 / 4- bis 1/3-Zoll des Kabels herausragen. an der Abisolierzange vorbei.

Halten Sie den Abisolierer gerade genug, um mit dem Durchschneiden der Isolierung zu beginnen. (Wenn Sie es zu fest greifen, werden Sie den Draht durchschneiden oder durchschneiden. Wenn Sie ihn nicht fest genug greifen, werden Sie die Isolierung überhaupt nicht durchtrennen.) Lösen Sie Ihren Griff an der Abisolierzange, Drehen Sie den Draht eine viertel Umdrehung, und greifen Sie den Abisolierer dann mit gerade genug Druck, um mit dem Durchschneiden der Isolierung zu beginnen. Drehen und wiederholen Sie die Schritte b und c zwei oder drei weitere Male, bis Sie die Isolierung vollständig um den Draht gekerbt haben.

Den Drahtabisolierer - aber nicht zu fest - um die eingekerbte Isolierung greifen, während am anderen Ende des Drahtes gezogen wird, um die Isolierung abzuschalten.

Biegen Sie die freiliegenden Drahtenden im rechten Winkel (90 Grad).

Verwenden Sie dazu Ihre Spitzzange.
Mit etwas Übung werden Sie ein Experte in der Herstellung von Überbrückungsdrähten!

Wie Batterien funktionieren
1. Haben Sie jemals Essig mit Natron gemischt, um einen Vulkan für ein Science-Fair-Projekt zu schaffen? Die Blasenbildung, die Sie sehen, ist das Ergebnis einer chemischen Reaktion. Diese Reaktion ist sehr ähnlich zu
2. wie Batterien funktionieren.
3. Die Reaktion tritt jedoch innerhalb einer Batterie auf, die durch das Batteriegehäuse nicht sichtbar ist. Diese Reaktion erzeugt die elektrische Energie, die die Batterie den Schaltungen zuführt.
Eine typische Batterie, z. B. eine AA- oder C-Batterie, hat ein Gehäuse oder einen Behälter. An die Innenseite des Gehäuses ist eine
1. Kathode
2. -Mischung gegossen, die gemahlenes Mangandioxid und Leiter ist, die eine natürlich auftretende elektrische Ladung tragen. Ein
3. -Trennzeichen
4. kommt als nächstes. Dieses Papier hält die Kathode davon ab, in Kontakt mit der Anode zu kommen, die die negative Ladung trägt. Die
5. Anode
und der

Elektrolyt

(Kaliumhydroxid) befinden sich innerhalb jeder Batterie. Ein Pin, typischerweise aus Messing, bildet den negativen Stromabnehmer und befindet sich in der Mitte des Batteriegehäuses.

Jede Batterie hat eine Zelle, die drei Komponenten enthält: zwei Elektroden und einen Elektrolyten dazwischen. Der

Elektrolyt ist eine Kaliumhydroxidlösung in Wasser. Der Elektrolyt ist das Medium für die Bewegung von Ionen innerhalb der Zelle und trägt den ikonischen Strom in der Batterie. Die positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie sind mit zwei verschiedenen Arten von Metallplatten verbunden, die als

-Elektroden bekannt sind und in Chemikalien in der Batterie eingetaucht sind. Die Chemikalien reagieren mit den Metallen und bewirken, dass sich überschüssige Elektronen an der negativen Elektrode (die Metallplatte, die mit dem negativen Batterieanschluss verbunden ist) ansammeln und einen Mangel an Elektronen an der positiven Elektrode erzeugen (die Metallplatte ist mit dem positiven Batterieanschluss verbunden). Bei Taschenlampen oder kleineren Batterien, die normalerweise mit A, AA, C oder D gekennzeichnet sind, sind die Anschlüsse in den Enden der Batterien eingebaut. Aus diesem Grund hat das Batteriefach Ihrer Taschenlampe ein + und ein - Zeichen, damit Sie Ihre Batterien leichter in die richtige Richtung einbauen können. Größere Batterien, wie diejenigen in einem Auto, haben Anschlüsse, die sich von der Batterie aus erstrecken.(Sie sehen im Allgemeinen wie große Schraubenköpfe aus.) Der Unterschied in der Anzahl der Elektronen zwischen den positiven und negativen Anschlüssen erzeugt die Kraft, die als -Spannung bekannt ist. Diese Kraft will sozusagen die Teams ausgleichen, indem sie die überschüssigen Elektronen von der negativen Elektrode auf die positive Elektrode schiebt. Aber die Chemikalien in der Batterie verhalten sich wie eine Straßensperre und verhindern, dass sich die Elektronen zwischen den Elektroden bewegen. Wenn es einen alternativen Pfad gibt, der es den Elektronen ermöglicht, sich frei von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode zu bewegen, wird es die Kraft (Spannung) schaffen, die Elektronen entlang dieses Weges zu drücken. Wenn Sie eine Batterie an eine Schaltung anschließen, stellen Sie diesen alternativen Pfad für die Elektronen bereit. Die überschüssigen Elektronen fließen also über den Minuspol, über den Stromkreis und über den Pluspol zurück in die Batterie. Dieser Elektronenfluss ist der elektrische Strom, der Energie an Ihre Schaltung liefert. Wenn die Elektroden über einen Stromkreis verbunden sind, z. B. die Anschlüsse in einer Taschenlampe oder in Ihrem Fahrzeug, reagieren die Chemikalien im Elektrolyten. Während Elektronen durch einen Stromkreis fließen, reagieren die Chemikalien in der Batterie weiterhin mit den Metallen, überschüssige Elektronen bauen sich auf der negativen Elektrode auf, und Elektronen fließen weiter, um zu versuchen, Dinge zu beruhigen - solange es einen vollständigen Weg gibt für die Strömung. Wenn Sie die Batterie längere Zeit in einem Stromkreis halten, werden schließlich alle Chemikalien in der Batterie verbraucht und die Batterie stirbt (sie liefert keine elektrische Energie mehr).

Der Elektrolyt oxidiert das angeregte Zink der Anode. Das Mangandioxid / Kohlenstoff-Gemisch der Kathode reagiert mit dem oxidierten Zink, um Elektrizität zu erzeugen. Die Wechselwirkung zwischen dem Zink und dem Elektrolyten verlangsamt allmählich die Wirkung der Zelle und senkt ihre Spannung. Der Kollektor ist ein Messingstift in der Mitte der Zelle, der die Elektrizität zum äußeren Stromkreis leitet. Beachten Sie, dass die beiden Elektroden jeder Batterie aus zwei verschiedenen Materialien bestehen, die beide aus elektrischen Leitern bestehen müssen. Eines der Materialien gibt Elektronen und das andere empfängt sie, wodurch der Strom fließt.