Вопросы и ответы

Ответы на вопросы, которые чаще всего задают в поиске: почему греется деталь, чем отличаются два компонента, какой выбрать и как посчитать. Ответ — в первых строках, ниже — расчёт или таблица, источники и ссылки на подробные статьи и калькуляторы.

Питание

Почему греется диодный мост?Ток нагрузки в мосте всегда течёт через два диода, и на каждом теряется до 1 В, поэтому мост выделяет около P = 2·VF·I — несколько ватт уже при токе 1,5–3 А. Сверх нормы он греется, когда ток больше допустимого для его способа охлаждения или ёмкость фильтра слишком велика.
Можно ли подать постоянное напряжение на диодный мост?Можно: ток пойдёт через два диода, и на выходе будет постоянное напряжение правильной полярности при любой полярности на входе, только меньше входного на два прямых падения — около 2 В у кремниевого моста. Так мост защищает устройство от переполюсовки, но весь ток всё время идёт через одни и те же два диода.
Как рассчитать конденсатор после диодного моста?По току нагрузки и допустимым пульсациям: между пиками конденсатор питает нагрузку не дольше полупериода, поэтому C = I / (2·f·ΔU) — для 1 А, 50 Гц и пульсаций 2 В это 5000 мкФ. Сверху ёмкость ограничивает мост: B40C1500G допускает не больше 5000 мкФ и не меньше 1 Ом последовательно.
Как проверить стабилизатор 7805 мультиметром?Только под питанием: подайте на вход 7–20 В и измерьте напряжение между выходом и общим выводом — у исправного MC7805C будет 4,75–5,25 В, и под нагрузкой до 1 А оно меняется не больше чем на 25 мВ. Если на выходе почти входное напряжение, стабилизатор пробит.
Что будет, если подать напряжение на выход стабилизатора?Если на выходе линейного стабилизатора напряжение выше, чем на входе, ток пойдёт обратно через его внутренние цепи, и стабилизатор может сгореть: TI предупреждает, что выход 7805 не потребляет ток. Защищает диод с выхода на вход — он нужен при большом конденсаторе на выходе или втором источнике.
Что будет, если подать напряжение на вторичную обмотку трансформатора?Трансформатор заработает наоборот и повысит напряжение по отношению витков: 12 В переменного на вторичной обмотке трансформатора 230/12 В дадут на сетевой около 176 В — это опасно для жизни. Постоянное подавать нельзя: оно не трансформируется, и ток ограничит лишь сопротивление провода.
Как рассчитать ток короткого замыкания?Ток короткого замыкания источника — его ЭДС, делённая на внутреннее сопротивление, потому что внешнего сопротивления не остаётся: I = ε / r. Для щелочной батарейки Energizer E91 с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 150–300 мОм это от 5 до 10 А; у стабилизированных источников ток ограничивает их собственная защита.
Чем отличается стабилизатор от выпрямителя?Выпрямитель превращает переменное напряжение в постоянное, но пульсирующее и зависящее от сети и нагрузки, а стабилизатор держит постоянное напряжение неизменным. В блоке питания они стоят друг за другом: мост, конденсатор, стабилизатор — MC7805C ослабляет оставшиеся пульсации не меньше чем на 62 дБ, в 1260 раз.
Как выбрать самовосстанавливающийся предохранитель?По току удержания при самой высокой температуре внутри корпуса: он должен быть не меньше рабочего тока, а с нагревом падает — у Bourns MF-MSMF050 с 0,50 А при 23 °C до 0,33 А при 70 °C. Наибольшее напряжение Vmax должно быть выше напряжения питания, а допустимый ток Imax — выше возможного тока короткого замыкания.
Как выбрать диодный мост?По трём числам даташита: наибольшему действующему входному напряжению — оно должно быть выше напряжения обмотки с запасом на рост сети, среднему выходному току для своего способа охлаждения и ударному току при включении на разряженный конденсатор. Например, GBU4D держит 140 В переменного на входе и 3 А без радиатора.
Как определить, повышающий трансформатор или понижающий?Сначала по маркировке обмоток, а без неё — омметром на обесточенном трансформаторе: высоковольтная обмотка намотана большим числом витков тонкого провода, и её сопротивление намного выше. У трансформатора 230/12 В из нашего калькулятора первичная — 953 витка провода 0,28 мм, вторичная — 65 витков 0,97 мм.
Можно ли подключить два стабилизатора параллельно?Напрямую — бесполезно: выход MC7805C может быть от 4,75 до 5,25 В, а под нагрузкой меняется не больше чем на 25 мВ, поэтому стабилизатор с более высоким выходом возьмёт почти весь ток, пока не упрётся в ограничение. Для большего тока onsemi предлагает добавить внешний PNP-транзистор MJ2955 — до 5 А.
Можно ли подключить блок питания с большим током?Можно, если напряжение то же: ток на блоке питания — это сколько он способен отдать, а сколько возьмёт устройство, определяет само устройство. Катушка реле Panasonic JW на 12 В сопротивлением 270 Ом потребляет 44 мА и от блока на 1 А, и от блока на 10 А, а вот блок на 24 В её перегреет.
Как понизить напряжение резистором?Поставить резистор последовательно с нагрузкой и погасить на нём лишнее: R = (U_вх − U_нагр) / I. Это работает, только если ток нагрузки постоянен и известен — катушке реле Panasonic JW на 5 В (106 мА) от 12 В нужен резистор около 66 Ом, а для нагрузки с меняющимся током нужен стабилизатор.
Почему греется диод?Потому что на нём падает прямое напряжение, и в тепло уходит P = V_F · I: у выпрямительного 1N4007 при 1 А это до 1,1 Вт, и при 50 °C/Вт кристалл нагревается на 55 °C — это нормально. У Шоттки прямые потери меньше, зато при нагреве растёт обратный ток: у 1N5817 до 10 мА при 100 °C.
Как подключить диодный мост к трансформатору?Выводы «~» — к вторичной обмотке трансформатора, «+» и «−» — к конденсатору фильтра и нагрузке, плюсом конденсатора к «+». Если перепутать и подать переменное напряжение на «+» и «−», в одну из полуволн ток пойдёт через два диода прямо по обмотке — это короткое замыкание, и мост или обмотка могут сгореть.
Как рассчитать напряжение после диодного моста?Без конденсатора напряжение пульсирует, и его среднее значение — 0,9 · U~ минус падение на двух диодах: от обмотки 12 В около 9 В. С конденсатором оно поднимается почти до амплитуды — 1,41 · U~ минус два диода, около 15 В, — и под нагрузкой проседает на величину пульсаций.
Как работает диодный мост?Мост — это четыре диода, включённых так, что в каждую полуволну переменного напряжения ток проходит через два из них, а на выходе полярность всегда одна и та же. Так выпрямляются обе полуволны: пульсации идут с удвоенной частотой сети — 100 Гц при 50 Гц, — а средний ток каждого диода равен половине тока нагрузки.
Чем отличается транзистор от тиристора?Транзистор проводит, пока течёт ток базы, и закрывается, когда его снимают; тиристор открывается импульсом на управляющем электроде и дальше держится открытым сам, пока ток через него больше тока удержания. Поэтому транзистор работает и ключом, и усилителем, а тиристор — только ключом, чаще всего на переменном токе.
Чем отличается конденсатор от аккумулятора?Конденсатор хранит энергию в электрическом поле, и его напряжение падает пропорционально отданному заряду; аккумулятор хранит её в химической реакции и держит напряжение почти постоянным. Энергии в аккумуляторе в десятки тысяч раз больше: NiMH AA на 2300 мА·ч — около 9900 Дж, конденсатор 1000 мкФ 25 В — 0,31 Дж.

Аналоговая техника

Чем отличается MOSFET от биполярного транзистора?MOSFET управляется напряжением на затворе и в статике почти не потребляет тока управления, а биполярный транзистор управляется током базы. В открытом состоянии MOSFET ведёт себя как малое сопротивление RDS(on), а биполярный — как падение VCE(sat), поэтому при больших токах MOSFET обычно греется меньше.
Чем отличается конденсатор от резистора?Резистор рассеивает энергию в тепло и пропускает постоянный ток по закону Ома, а конденсатор запасает энергию в электрическом поле и отдаёт её обратно; постоянный ток через него идёт, только пока он заряжается. Переменному току конденсатор мешает тем меньше, чем выше частота: X_C = 1 / (2πfC).
Чем отличается резистор от диода?Резистор подчиняется закону Ома: ток пропорционален напряжению и одинаков при любой полярности. Диод — нелинейный прибор: он проводит ток только от анода к катоду, а напряжение на нём почти не растёт с током — у 1N4007 не больше 1,1 В даже при 1 А.
Чем отличается напряжение от потенциала?Потенциал — энергия единичного заряда в точке, отсчитанная от выбранной опорной точки, а напряжение — разность потенциалов двух точек: по OpenStax «напряжение» и есть обиходное название разности потенциалов. Поэтому напряжение всегда измеряют между двумя точками, а потенциал зависит от того, что принято за ноль.
Чем отличается напряжение от напряжённости?Напряжение — разность потенциалов между двумя точками, в вольтах, а напряжённость — сила поля, действующая на единичный заряд в точке, в вольтах на метр. В однородном поле они связаны просто: U = E · d, поэтому одно и то же напряжение на меньшем зазоре даёт большую напряжённость.
Чем отличается напряжение от мощности?Напряжение — разность потенциалов, которая заставляет течь ток, в вольтах, а мощность — энергия, передаваемая за секунду, в ваттах, и она равна произведению напряжения на ток: P = U · I. Чайник на 2,2 кВт и лампа на 10 Вт работают от одних 230 В, но потребляют разный ток — около 9,6 А и 43 мА.
Чем отличается транзистор от диода?Диод — прибор с двумя выводами и одним p-n-переходом: он лишь пропускает ток в одну сторону. У биполярного транзистора три вывода и два перехода, и малый ток базы управляет в десятки и сотни раз большим током коллектора — у 2N3904 при 10 мА коэффициент усиления от 100 до 300.
Чем отличается резистор от потенциометра?У резистора сопротивление постоянное и два вывода, а потенциометр — резистивный элемент с подвижным движком и тремя выводами: поворотом оси меняют, в каком отношении он делит напряжение. Если использовать только движок и один крайний вывод, потенциометр работает как реостат — переменный резистор.
Чем отличается резистор от терморезистора?У обычного резистора сопротивление почти не зависит от температуры — ТКС толстоплёночных Vishay CRCW ±100 ppm/K, то есть 0,01 % на градус. Терморезистор, наоборот, сделан, чтобы меняться: у NTC Vishay NTCLE100E3 на 10 кОм ТКС при 25 °C −4,38 % на градус, и по сопротивлению вычисляют температуру.
Чем отличается транзистор от резистора?Сопротивление резистора постоянно, а транзистор — управляемый элемент: напряжение на затворе или ток базы меняет сопротивление между его силовыми выводами в миллионы раз. MOSFET IRLZ44 открытый при 5 В на затворе имеет не больше 0,028 Ом, а закрытый при 60 В пропускает не больше 25 мкА — это не меньше 2,4 МОм.
Чем отличается MOSFET от полевого транзистора?MOSFET и есть полевой транзистор — один из двух его основных видов, с изолированным затвором; второй вид — JFET, у которого затвор образует p-n-переход. Обычный MOSFET вроде IRLZ44 без напряжения на затворе закрыт, а JFET J111 открыт — его закрывают отрицательным напряжением от −3 до −10 В.
Как рассчитать мощность транзистора?Умножьте напряжение коллектор–эмиттер на ток коллектора, P = U_CE · I_C: в ключе напряжение мало — у BD139 не больше 0,5 В при 0,5 А, это 0,25 Вт, — а в линейном режиме на транзисторе падает всё лишнее напряжение. Затем проверьте нагрев: T_J = T_A + P · R_θJA должна остаться ниже 150 °C.

Микроконтроллеры

Какой резистор нужен для кнопки Arduino?Чаще всего никакой: кнопку включают между выводом и GND и включают встроенную подтяжку pinMode(pin, INPUT_PULLUP), у ATmega328P это 20–50 кОм. Если нужен внешний резистор, ставят 10 кОм, как в примере Arduino Button: при нажатии через него течёт всего 0,5 мА.
Чем отличается STM32 от ESP32?STM32 — семейство микроконтроллеров ST на ядрах Arm Cortex-M, в большинстве линеек без радио, а ESP32 — чип Espressif со встроенными Wi-Fi и Bluetooth. Популярный STM32F103C8 работает на 72 МГц с 20 КБ ОЗУ, ESP32 — на двух ядрах до 240 МГц с 520 КБ ОЗУ, но выводы у него только до 3,6 В.
Можно ли подключить Arduino к розетке?Напрямую — нет: Arduino UNO R3 питается от USB напряжением до 5,5 В или от разъёма 2,1 × 5,5 мм и вывода VIN напряжением 6–20 В. К розетке плату подключают только через блок питания — USB-зарядку на 5 В или адаптер постоянного тока с напряжением из этого диапазона.
Сколько реле можно подключить к Arduino?До 20 — по числу выводов Arduino UNO, но каждое через транзистор: катушка реле на 5 В потребляет около 106 мА, а вывод ATmega328P выдерживает не больше 40 мА. От USB с предохранителем на 500 мА одновременно включатся не больше четырёх таких реле, для остальных нужен отдельный блок 5 В.
Как проверить ESP32 на работоспособность?Подключите плату по USB и выполните esptool flash-id: если утилита соединилась и назвала тип чипа, MAC и размер флеш-памяти, то чип, флеш и связь исправны. Затем откройте монитор порта на 115 200 бит/с и нажмите EN — исправный ESP32 напечатает журнал загрузки с причиной сброса и режимом загрузки.
Как проверить Arduino на работоспособность?Подключите плату по USB — должен загореться светодиод ON, — и загрузите пример Blink из меню File → Examples → 01.Basics. Если загрузка прошла без ошибок и светодиод L мигает раз в секунду, исправны питание, USB-мост, загрузчик и сам микроконтроллер.
Как подключить ESP32 к Arduino IDE?В настройках Arduino IDE добавьте в поле Additional Boards Manager URLs ссылку https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json и установите платформу esp32 в менеджере плат. Затем выберите свою плату и COM-порт; если загрузка не начинается, удерживайте кнопку BOOT.
Чем отличается микросхема от микроконтроллера?Микроконтроллер — это разновидность микросхемы: в одном корпусе процессор, память программ и периферия, а что он делает, задаёт записанная в него программа. Обычная микросхема вроде операционного усилителя LM358 или сдвигового регистра 74HC595 выполняет одну функцию, заложенную при производстве.
Как проверить шину I2C?Сначала мультиметром: на свободной шине, по спецификации NXP UM10204, обе линии SDA и SCL в высоком уровне — около напряжения питания подтяжек. Затем запустите сканер шины, который переберёт адреса 0x08–0x77 и покажет, какие устройства отвечают; если SDA зависла в нуле, контроллер должен выдать девять тактов SCL.
Какой драйвер нужен для ESP32?Драйвер нужен не для ESP32, а для моста USB–UART на плате: на платах Espressif это CP210x от Silicon Labs или FTDI, и обычно операционная система ставит его сама. Если порт не появился, найдите микросхему моста в руководстве платы — у ESP32-DevKitC это CP2102N — и установите драйвер её производителя.
Как подключить Arduino к компьютеру?Соедините плату с компьютером кабелем USB — у UNO это USB-B, он же её питает, — откройте Arduino IDE 2 и выберите плату в выпадающем списке рядом с кнопками проверки и загрузки. Если имя платы стало жирным, связь есть; если плата не определилась, выберите плату и порт вручную в меню Tools → Board и Tools → Port.
Как узнать скорость UART?Проще всего — из документации или прошивки: например, загрузчик ESP32 печатает журнал на 115 200 бит/с, а ESP8266 — на необычных 74 880. Если документации нет, запишите сигнал логическим анализатором или осциллографом: самый короткий импульс — это один бит, и скорость равна 1 / t — у 115 200 бит длится 8,68 мкс.
Как узнать модель ESP32?Подключите плату и выполните любую команду esptool, например flash-id: при подключении утилита печатает тип чипа и ревизию, например «Chip type: ESP32-D0WD (revision 1)». Название расшифровывают по даташиту: D — два ядра, 0 — без встроенной флеш-памяти, WD — Wi-Fi и Bluetooth, V3 — ревизия 3.0 и новее.
Как узнать, какая плата Arduino?Подключите её к компьютеру: Arduino IDE 2 показывает подключённые платы в списке рядом с кнопками загрузки, и оригинальная плата определяется по имени. Если плата не определилась, смотрите на надписи и на микроконтроллер: у UNO R3 это ATmega328P, рядом стоит ATmega16U2 — мост USB.
Какой кабель нужен для Arduino?Зависит от платы: у Arduino UNO R3 и Mega 2560 Rev3 разъём USB-B — нужен кабель USB A–B, у классической Arduino Nano по характеристикам Arduino — Mini-B. Отладочные платы ESP32-DevKitC и ESP32-C3-DevKitM-1 подключают кабелем micro-USB; кабель и передаёт данные, и питает плату.
Как подключить UART к компьютеру?Через переходник USB–UART: его TX соединяют с RX устройства, RX — с TX, и обязательно общий GND, причём уровни переходника — 3,3 или 5 В — должны подходить устройству. В системе переходник появится как последовательный порт; откройте его в терминале на той же скорости, что и у устройства.
Как подключить STM32 к компьютеру?Тремя способами: программатором ST-LINK по SWD — линии SWDIO, SWCLK и GND; переходником USB–UART через встроенный загрузчик — BOOT0 в единицу, USART1 на PA9 и PA10; или прямо по USB в режиме DFU, если загрузчик чипа его поддерживает: у STM32F4 есть USB, у STM32F103 — нет.
Как проверить скетч Arduino?Сначала кнопкой Verify — галочкой в Arduino IDE 2: она компилирует скетч и выводит ошибки в консоль, ничего не записывая в плату. Работу же программы проверяют на плате монитором порта: в setup() вызывают Serial.begin(9600), печатают значения через Serial.println() и смотрят их в мониторе на той же скорости.
На каком языке программируют Arduino?На C++: скетч Arduino для UNO собирает компилятор avr-g++ в режиме -std=gnu++11, а функции вроде pinMode() и digitalWrite() — это библиотека ядра Arduino. Своей функции main() в скетче нет: её добавляет ядро, которое вызывает init(), затем setup() и в бесконечном цикле loop().
Чем отличается микросхема от платы?Микросхема — одна деталь: кристалл в корпусе с выводами, например ATmega328P в корпусе SPDIP-28 или TQFP-32. Плата — печатная плата, на которой собраны микросхемы и другие детали: Arduino UNO R3 — это плата с ATmega328P, мостом USB ATmega16U2, стабилизатором 5 В, генератором 16 МГц, разъёмами и предохранителем.
Что такое Arduino?Arduino — это платформа из трёх частей: платы с микроконтроллером, среды разработки Arduino IDE и библиотеки ядра на C++. Самая известная плата, UNO R3, — это ATmega328P на 16 МГц с 14 цифровыми выводами, 6 аналоговыми входами и разъёмом USB, через который её и программируют, и питают.
Почему Arduino перезагружается?Чаще всего из-за просадки питания: у UNO включён детектор пониженного напряжения на 2,7 В (фьюз 0xFD), и при включении реле или двигателя от той же шины контроллер уходит в сброс. Ещё причины — сработавший предохранитель USB на 500 мА и сторожевой таймер, который программа забыла сбрасывать.

Измерения

Как проверить диод мультиметром?Включите режим проверки диодов и приложите красный щуп к аноду, а чёрный к катоду: исправный кремниевый диод покажет меньше 1 В, а при обратном подключении — OL. Если прибор в обе стороны показывает почти ноль, диод пробит, если OL в обе стороны — оборван.
Как проверить конденсатор мультиметром?Разрядите и выпаяйте конденсатор, затем измерьте ёмкость в режиме измерения ёмкости: у исправного она в пределах допуска от номинала, например ±20 % для буквы M. Рост ESR, из-за которого старые электролитические конденсаторы перестают работать, обычный мультиметр не измеряет.
Как проверить MOSFET мультиметром?Замкните затвор с истоком и прозвоните сток–исток в режиме проверки диодов: у исправного N-канального MOSFET в одну сторону виден встроенный диод, в другую — OL. Затем зарядите затвор щупами: если порог открытия ниже напряжения прибора, канал откроется и сток–исток зазвонится почти накоротко.
Как проверить реле мультиметром?Измерьте сопротивление катушки и сравните с даташитом: у реле Panasonic JW на 5 В это 47 Ом ±10 %, обрыв даёт OL. Затем прозвоните контакты: без питания замкнута пара COM–NC, а после подачи номинального напряжения на катушку — COM–NO.
Как проверить напряжение в розетке мультиметром?Вставьте щупы в гнёзда COM и V, выберите переменное напряжение V~ с пределом не ниже 600 В и вставьте щупы в оба отверстия розетки, держа пальцы за упорами. В исправной сети прибор покажет от 207 до 253 В — номинал 230 В с допуском ±10 %.
Чем отличается напряжение от тока?Ток — это поток зарядов через проводник, его измеряют в амперах; напряжение — разность потенциалов между двумя точками, которая заставляет заряды двигаться, его измеряют в вольтах. Напряжение бывает и без тока, как у батарейки без нагрузки, а ток через сопротивление R создаёт на нём напряжение U = I·R.
Как проверить резистор мультиметром?Обесточьте схему, отпаяйте один вывод резистора и измерьте сопротивление в режиме Ом: исправный резистор показывает номинал в пределах допуска, например 4465–4935 Ом для 4,7 кОм ±5 %, с поправкой на погрешность прибора. OL или значение намного больше номинала означают обрыв или прогар.
Как проверить светодиод мультиметром?Красный светодиод проверяют в режиме проверки диодов: при красном щупе на аноде прибор покажет прямое напряжение, а в обратную сторону — OL. Синему и белому светодиодам нужно больше 3 В, поэтому такой режим показывает OL и у исправных — их проверяют от источника 5 В через резистор.
Как измерить ток мультиметром?Переставьте красный щуп в гнездо A, выберите режим постоянного или переменного тока, обесточьте цепь, разорвите её и включите мультиметр последовательно — весь ток должен пройти через прибор. Подключать щупы в режиме тока параллельно источнику нельзя: сопротивление прибора почти нулевое, и это короткое замыкание.
Как проверить провод на обрыв мультиметром?Отключите провод от питания, включите режим прозвонки и коснитесь щупами концов жилы: у Fluke 114–117 звук включается при сопротивлении меньше 20 Ом — жила цела, OL — обрыв. Если концы далеко друг от друга, соедините на дальнем конце две жилы и прозвоните петлю с ближнего.
Как проверить батарейку мультиметром?Измерьте постоянное напряжение сначала без нагрузки, а потом с резистором 3,9 Ом параллельно батарейке: у свежей пальчиковой батарейки 1,5 В напряжение под нагрузкой проседает немного, у севшей — сильно. Без нагрузки почти разряженная батарейка может показывать почти нормальное напряжение.
Как проверить диодный мост мультиметром?Проверьте каждый из четырёх диодов в режиме проверки диодов: красный щуп на «−», чёрный на «~» и красный на «~», чёрный на «+» должны давать меньше 1 В, а при обратных щупах — OL. Почти ноль в обе стороны означает пробитый диод, OL в обе стороны — оборванный.
Как измерить напряжение мультиметром?Выберите режим постоянного или переменного напряжения, вставьте чёрный щуп в гнездо COM, красный — в гнездо V и приложите их к двум точкам цепи параллельно, не разрывая её: чёрный — к общему проводу, красный — к измеряемой точке. Минус перед числом значит, что щупы перепутаны.
Можно ли мультиметром подать напряжение?Нет, мультиметр — не источник питания: небольшое напряжение на щупы он подаёт только в режимах измерения сопротивления и проверки диодов, у Fluke 114–117 меньше 2,7 В при токе до 350 мкА и 1,2 мА. Этого хватает, чтобы проверить диод или слегка засветить светодиод, но не чтобы питать схему.
Как проверить предохранитель мультиметром?Обесточьте цепь, выньте предохранитель и прозвоните: исправный звенит — у Fluke 114–117 сигнал звучит ниже 20 Ом — и в режиме сопротивления показывает почти ноль, а сгоревший даёт OL. У исправного самовосстанавливающегося Bourns MF-MSMF050 сопротивление 0,15–1,0 Ом.
Как проверить, работает ли мультиметр?Измерьте известное напряжение — Fluke требует так проверять прибор перед работой — и замкните щупы в режиме сопротивления: исправные покажут почти ноль, высокие или скачущие показания значат, что щупы пора менять. Если не измеряется ток, проверьте предохранитель: исправный — меньше 0,5 Ом.
Как узнать напряжение стабилитрона?По маркировке: у Vishay BZX55C5V1 «5V1» и есть номинал 5,1 В. Если надпись стёрта, подайте на стабилитрон в обратном направлении напряжение выше ожидаемого через резистор, чтобы ток был около 5 мА, и измерьте напряжение на нём мультиметром — режим проверки диодов не поможет, он измеряет только до 2 В.
Как определить плюс и минус мультиметром?Включите режим постоянного напряжения и приложите щупы к проводам: если на экране число без минуса, плюс под красным щупом, а если со знаком минус — под чёрным. У деталей без питания полярность находят режимом проверки диодов: прибор показывает прямое падение, когда красный щуп на аноде.
Как выбрать мультиметр?Сначала по безопасности: для измерений в розетке и щитке нужна категория CAT III на 600 В, как у Fluke 114–117. Затем по задачам: True RMS для несинусоидального тока, счёт дисплея — у Fluke 6000 единиц, режимы проверки диодов, прозвонки и ёмкости, гнездо тока с предохранителем и входное сопротивление не меньше 10 МОм.
Что такое мультиметр?Мультиметр — измерительный прибор, который объединяет вольтметр, амперметр и омметр: переключателем выбирают, что мерить. Например, Fluke 115 измеряет постоянное и переменное напряжение до 600 В, ток до 10 А, сопротивление до 40 МОм, ёмкость и частоту, прозванивает цепь и проверяет диоды.
Как проверить оптопару мультиметром?В два шага: светодиод между выводами 1 и 2 проверяют в режиме проверки диодов — он показывает прямое падение в одну сторону и OL в другую, — а фототранзистор проверяют, пропустив через светодиод ток около 10 мА: у исправной 4N35 при этом выход между выводами 5 и 4 открывается, а без тока утечка не больше 50 нА.
Как проверить термистор мультиметром?Измерьте сопротивление в режиме Ω при известной температуре и сравните с таблицей R(T) из даташита: у NTC Vishay NTCLE100E3 на 10 кОм это 10 000 Ом при 25 °C и 12 488 Ом при 20 °C с допуском ±2–5 %. Затем слегка нагрейте его — у исправного NTC сопротивление сразу падает, примерно на 4,4 % на градус.
Как проверить транзистор мультиметром?В режиме проверки диодов: у исправного биполярного транзистора переходы база–эмиттер и база–коллектор проводят в одну сторону с падением около 0,6 В и показывают OL в другую, а между коллектором и эмиттером OL в обе стороны. Почти ноль на любой паре выводов — пробой, OL в обе стороны на переходе — обрыв.

Компоненты и производство

Почему греется резистор?Резистор превращает в тепло всю мощность P = I²·R, которая на нём выделяется, поэтому нагрев — его нормальная работа. Плохо, когда мощность больше допустимой для его размера и температуры: у SMD 0805 серии Vishay CRCW это 0,125 Вт, у выводного PR01 — 1 Вт.
Какой ток нужен светодиоду?Обычному светодиоду 5 мм — 10–20 мА: при таком токе производитель указывает его яркость и прямое напряжение, у красного Kingbright WP7113ID это 10 мА, у синего WP7113QBC/D — 20 мА. Постоянный ток выше 30 мА для них запрещён даташитом.
Чем отличается диод от светодиода?Оба пропускают ток в одну сторону, но светодиод сделан из других полупроводников и излучает свет, а прямое напряжение у него выше: 1,9–3,3 В против 1 В у кремниевого 1N4148. Зато обратное напряжение и ток светодиода намного меньше — 5 В и 30 мА у Kingbright WP7113 против 75 В и 300 мА у 1N4148.
Почему греется реле?Катушка включённого реле всё время потребляет мощность и превращает её в тепло: у Panasonic JW это 530 мВт при любом номинальном напряжении катушки. Сверх нормы реле греется, если напряжение на катушке выше допустимого или ток через контакты больше номинального.
Чем отличается реле от транзистора?Реле замыкает механические контакты: они отделены от катушки и коммутируют и постоянный, и переменный ток, но срабатывают за миллисекунды и изнашиваются. Транзистор переключается за доли микросекунды без износа, но коммутирует только постоянный ток и не отделяет нагрузку от схемы управления.
Чем отличается диод от стабилитрона?Обычный диод работает в прямом направлении, а обратное напряжение должно оставаться ниже его предела — пробой для него авария. Стабилитрон, наоборот, включают в обратном направлении: он рассчитан на пробой и держит на себе почти постоянное напряжение, например 4,8–5,4 В у BZX55C5V1.
Что будет, если поставить резистор большей мощности?Ничего плохого: при том же сопротивлении токи и напряжения в схеме не изменятся, а резистор будет меньше нагреваться и выдержит большее напряжение. Мешать может только размер — у мощного резистора больше корпус и толще выводы, и он может не встать на место старого.
Можно ли подключить светодиод к переменному току?Можно, но не через один резистор: обратное напряжение светодиода всего 5 В (Kingbright WP7113), а у переменного 12 В амплитуда около 17 В. Резистор считают по амплитуде, а встречно-параллельно светодиоду ставят обычный диод вроде 1N4148 — он забирает обратную полуволну.
Сколько светодиодов можно подключить последовательно?Столько, чтобы сумма их наибольших прямых напряжений по даташиту оставалась меньше питания с запасом на резистор: n ≤ (U − U_R) / VF max. От 12 В при запасе 1 В это 4 красных Kingbright WP7113ID (до 2,3 В) или 2 синих и белых WP7113QBC и QWC (до 4,0 В).
Сколько конденсатор держит заряд?Даташит задаёт только верхний предел утечки, поэтому гарантирована лишь нижняя граница: у низковольтных электролитов Nichicon UVR и Panasonic FR ток утечки не больше 0,01CV мкА, и напряжение падает не быстрее 1 % в секунду. Реальная утечка может быть гораздо меньше, поэтому заряженный конденсатор разряжают резистором.
Что будет, если перепутать полярность электролитического конденсатора?Конденсатор начнёт быстро деградировать: по Panasonic обратное напряжение ведёт к замыканию, нагреву и выделению газа, срабатыванию предохранительного клапана и утечке электролита, а в худшем случае — к взрыву или возгоранию. Поэтому полярность сверяют с маркировкой на корпусе до пайки.
Чем отличается реле постоянного тока от переменного?Катушкой: у реле постоянного тока она питается постоянным напряжением, у реле переменного — синусоидой 50 или 60 Гц и снабжена экранирующим витком, который гасит гудение. По Panasonic катушка переменного тока менее эффективна и греется сильнее, а при включении потребляет повышенный пусковой ток.
Чем отличается резистор от предохранителя?Резистор рассчитан пропускать ток постоянно и держать своё сопротивление, а предохранитель — разорвать цепь при перегрузке. Самовосстанавливающийся предохранитель Bourns MF-MSMF050, как на Arduino UNO, пропускает 0,5 А, а при токе от 1 А нагревается и резко увеличивает сопротивление, после остывания снова проводя ток.
Какой резистор лучше: металлоплёночный или углеродистый?Для точных цепей — металлоплёночный: у Vishay MBB/SMA 0207 допуск ±1 или ±0,5 % и ТКС ±50 или ±25 ppm/K, а у углеродистых KOA CF допуск ±2 или ±5 % и отрицательный ТКС до −1300 ppm/°C у больших номиналов. Для токоограничивающих резисторов светодиодов и подтяжек хватает и углеродистого.
Почему не горит светодиод?Чаще всего перепутана полярность — длинный вывод, анод, должен смотреть к плюсу — или не хватает напряжения: синему и белому Kingbright WP7113 нужно 3,3 В и до 4,0 В, и от 3,3 В через резистор они почти не светят. Ещё причины — большой резистор, вывод микроконтроллера не настроен на выход или светодиод сгорел.
Почему залипают контакты реле?Чаще всего из-за пускового тока нагрузки: по Panasonic у ламп накаливания он в 10–15 раз больше рабочего, у ёмкостной нагрузки — в 20–40 раз, и искра при замыкании приваривает контакты. Ещё причины — перенос материала на постоянном токе, медленно нарастающее напряжение катушки и включение синхронно с фазой сети.
Что будет, если поставить резистор меньшего сопротивления?Ток вырастет обратно пропорционально сопротивлению. Красный светодиод Kingbright WP7113ID от 5 В через 220 Ом получает 12–14 мА, через 100 Ом — до 31 мА, на пределе допустимых 30 мА, а через 47 Ом — до 66 мА, и вывод ATmega328P на 40 мА тоже перегружен.
Сколько транзисторов в видеокарте?Десятки миллиардов в графическом процессоре: по документации NVIDIA в RTX 5090 92,2 миллиарда транзисторов на кристалле площадью 750 мм², в RTX 4090 — 76,3 миллиарда, в RTX 3090 — 28,3 миллиарда. Для сравнения, в стабилизаторе 7805 по даташиту onsemi всего 22 транзистора.
Как подключить диод?Полоса на корпусе — катод: если диод должен пропускать ток, как в выпрямителе или защите от переполюсовки, его ставят анодом к плюсу источника, катодом к нагрузке. Защитный диод параллельно катушке реле, наоборот, включают катодом к плюсу, чтобы в работе он был закрыт и открывался только выбросом при отключении.
Что будет, если поставить реле большей мощности?Если катушка на то же напряжение, ничего плохого: контакты просто рассчитаны на больший ток — у Panasonic JW 10 А вместо 5 А при той же катушке 530 мВт. Мешает нижний предел: мощные контакты ненадёжно переключают слабые сигналы, и у JW минимальная нагрузка — 100 мА при 5 В постоянного тока.
Что будет, если подать на диод большее напряжение?Зависит от направления: в прямом напряжение на диоде почти не растёт — у 1N4007 не больше 1,1 В при 1 А, — а ток растёт, пока его не ограничит цепь: без резистора или нагрузки диод перегреется. В обратном выше допустимого VRRM — от 50 В у 1N4001 до 1000 В у 1N4007 — наступает пробой, и диод может выйти из строя.
Что будет, если конденсатор вышел из строя?Зависит от вида отказа: электролит со временем теряет ёмкость и увеличивает потери, и в фильтре после моста растут пульсации, а в конце срока службы, по Panasonic, возможны замыкание, срабатывание клапана и утечка электролита. Замкнувший конденсатор фильтра превращается для моста и предохранителя в короткое замыкание.
Как выбрать электролитический конденсатор?По ёмкости, напряжению и условиям работы: пик напряжения вместе с пульсациями — не выше номинального, допустимый ток пульсаций — не меньше реального, температура и ресурс — по месту установки. Nichicon UVR рассчитан на 85 °C и 2000 часов, Panasonic FR — на 105 °C и 1000–5000 часов.

Каждый ответ построен одинаково: короткий ответ под заголовком, затем расчёт или таблица с числами из даташитов, разбор частых ошибок и ссылки на подробные материалы — статьи раздела «Теория», калькуляторы и термины глоссария. Внизу страницы — похожие вопросы и источники.

Частые вопросы

Откуда берутся вопросы?

Из поисковых подсказок и запросов, по которым люди ищут ответы об электронике. Вопрос получает отдельную страницу, только если его не разбирает подробно ни одна статья сайта; иначе ответ добавляется в раздел частых вопросов этой статьи.

Можно ли доверять числам в ответах?

Числа и формулы взяты из даташитов и руководств производителей, которые перечислены на странице каждого ответа с номером документа. Если в документе есть оговорка — например, мощность действует только до определённой температуры, — она приведена в ответе.

Чем ответ отличается от статьи?

Ответ закрывает один вопрос: суть — в первых двух предложениях, ниже — расчёт или таблица и короткие пояснения. Статья разбирает тему целиком, поэтому из каждого ответа есть ссылки на подробные статьи и калькуляторы.