Wann ist die Platzierung eines Widerstands wichtig?

Ich bin seit Jahren Programmierer, aber in der Elektrotechnik noch sehr neu. Bisher sehe ich Leute, die sagen, dass es keine Rolle spielt, wohin ein Widerstand in Ihrer LED-Schaltung geht, solange er vorhanden ist, aber es klingt so, als ob dies die Natur der grundlegenden LED-Schaltung ist.

Wann beginnt die Platzierung eines Widerstands wichtig zu werden?

Da Sie sagen, dass Sie seit Jahren Programmierer sind, werde ich Sie bitten, Ihre Gedanken ein wenig zu erweitern, um Ihre Frage auf die allgemeinste Weise zu beantworten.

Sie beziehen sich auf Widerstände, ich beziehe mich auf eine beliebige Komponente mit zwei Anschlüssen (TTC). Was ist eine Zwei-Terminal-Komponente? Sie haben es erraten, es ist alles, was zwei Terminals hat. Das ist nützlich, da wir einen Strom definieren können , der durch ihn fließt, und eine Spannung darüber:

(Bipolo ist der Italiener für TTC)

Grundsätzlich können Sie TTCs auf zwei Arten verbinden:

• parallel : Alle Spannungen an allen TTCs sind gleich, während die Ströme unterschiedlich sein können
• Serie : Alle Ströme durch die TTCs sind gleich, während die Spannungen unterschiedlich sein können

Bitte beachten Sie, dass es andere Möglichkeiten gibt, Komponenten anzuschließen, aber konzentrieren wir uns auf diese.

Wenn Sie viele TTCs in Reihe schalten, erhalten Sie eine andere TTC. Ihr Strom ist der gleiche, der durch alle TTCs fließt, während seine Spannung die Summe aller Spannungen über die internen TTCs ist. Dies bedeutet, dass die Reihenfolge der Kette nicht wichtig ist, da der Strom durch sie immer gleich ist und sich auch die Gesamtspannung nicht ändert, da die Summe eine kommutative Operation ist.

Dies gilt natürlich auch, wenn Sie viele TTCs parallel anschließen.

Wann zählt es also? Nun, ich sehe zwei Fälle:

Wenn Sie weder eine Serie noch eine Parallele haben, können Sie nicht einfach Dinge austauschen und hoffen, dass die Dinge immer noch funktionieren, wie jemand in einem Kommentar sagte, denken Sie an einen einfachen CE-Bjt-Verstärker:

Sie können es anschauen und sagen, hey! R1 und R2 sind in Reihe, ich kann sie tauschen. Nein , das können Sie nicht, weil sie nicht in Reihe geschaltet sind, weil der Strom, der in R1 fließt, nicht der gleiche ist, der in R2 fließt.

Ein anderer Fall ist, wenn Sie entweder die Spannung über einer TTC in Reihe oder den Strom durch eine TTC parallel messen müssen. Möglicherweise steuert diese Spannung / dieser Strom eine andere Größe in Ihrem Stromkreis, und wenn Sie nicht vorsichtig genug sind, kann dies zu falschen Ergebnissen führen:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab} (Entschuldigung, das Bild ist ^scheiße , aber der Editor platziert zufällig Beschriftungen.)

Angenommen, der obere Anschluss von R1 ist mit einer ausgefallenen Schaltung verbunden und . Bitte beachten Sie, dass R1 und R2 in Reihe geschaltet sind. Ich habe einen Draht aus der Mitte gezogen, aber dort fließt kein Strom. Daher fließt der Strom, der in R1 fließt, der gleiche, der in R2 fließt. Aber was passiert, wenn Sie R1 und R2 tauschen? Nun, natürlich ändert sich ! Wenn Ihre Phantasieschaltung im ersten Fall einen Strom ausgibt, ist während im zweiten Fall , und diese können sich natürlich unterscheiden.$V_{out}=kV^*$$V^*$$I_{fancy}$$V^*=I_{fancy}R1$$V^*=I_{fancy}R2$

Widerstände in Reihe mit anderen Komponenten sind selbst transitiv. Sie können mit anderen Komponenten der ununterbrochenen Reihe ausgetauscht werden und reagieren gleich. Die anderen Komponenten mögen es jedoch möglicherweise nicht, ausgetauscht zu werden.

Aus Sicht des Widerstands ist der Strom unabhängig von der Position gleich. Da es sich bei der LED um ein aktuelles Gerät handelt, wird sie vom Tausch nicht beeinflusst.

Wenn Sie jedoch auf die Verbindung zwischen dem Widerstand und der LED "tippen", erhalten Sie sicher eine unterschiedliche Spannung, abhängig von der Position des Widerstands relativ zur LED - dies ist keine ununterbrochene Reihenschaltung mehr, sondern weist eine gewisse Parallele auf Aspekte. In diesem Fall können Sie sie nicht unbedingt austauschen, ohne die Schaltung zu beeinflussen - insbesondere die Spannung am Abgriff und die neue Parallelschaltung, die durch diesen Abgriff erzeugt wird.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Die beiden oben genannten Schaltkreise funktionieren in jedem Anwendungsfall, auf den Sie als Programmierer stoßen, gleich.

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Die beiden oben genannten Schaltkreise unterscheiden sich je nachdem, wo dieser Draht zur Seite verläuft.

Sie können das gleiche Prinzip auf viele andere zwei Endgeräte neben Widerständen anwenden, solange Sie beim Austauschen die Polarität beachten. Wenn zwischen zwei in Reihe geschalteten Elementen kein Draht abfällt, hat das Vertauschen der beiden Elemente wahrscheinlich nur geringe Auswirkungen auf die Gesamtschaltung.

Wenn keines der Objekte ein Widerstand ist, kann die Antwort natürlich anders sein.

Beachten Sie, dass dies allgemein gehalten ist und für die Schaltkreistypen, mit denen Sie arbeiten sollten, gut genug ist. Wenn Sie auf reaktive oder aktive Komponenten (Wechselstromsignale wie Ton, HF usw.) stoßen, werden Sie feststellen, dass manchmal sogar Widerstände nicht transitiv sind.

Es wird wichtig, wenn es mehrere Wege gibt, auf denen Strom in einem Stromkreis fließen kann. Eine grundlegende LED-Widerstandsschaltung hat einen einzelnen Pfad. Wenn Sie den Strompfad oder den Spannungswert an einem bestimmten Knoten steuern müssen, ist die Platzierung (und der Wert) des Widerstands wichtig.

Als Programmieranalogie, einfache Addition einer Gruppe von ganzen Zahlen, spielt die Reihenfolge keine Rolle. Werfen Sie nun die Multiplikation ein, die Reihenfolge ist wichtig. Bei einer Gruppe von Zeichenfolgen wird die Platzierung wichtig, damit das Ergebnis lesbar wird.

Der Widerstand dient dazu, den durch die LED fließenden Strom zu begrenzen. Daher muss er so platziert werden, dass der Widerstand und die LED denselben Strompfad haben. IOW, in Serie. Es spielt keine Rolle, auf welcher Seite der LED sich der Widerstand befindet. Wenn Sie mehrere LEDs in Reihe geschaltet haben, benötigen Sie nur einen Strombegrenzungswiderstand, der an einer beliebigen Stelle in der Kette platziert werden kann.

Im Allgemeinen (dh fast immer) spielt die Position einer Komponente in einer Reihenschaltung keine Rolle. Die Ausnahmen haben im Allgemeinen mit der Beziehung des Teils zu anderen Komponenten zu tun, die durch Überlegungen vermittelt wird, die in Schaltplänen nicht angezeigt werden.

Beispielsweise muss in Hochspannungskreisen möglicherweise ein Schalter in Reihe mit einem Lastwiderstand gegen Masse an der Erdungsseite des Widerstands angeschlossen werden, um die Stromschlaggefahr zu verringern, die sich aus dem Gehäuse des Schalters ergeben würde saßen an der Hochspannung.

Ebenso kann es erforderlich sein, einen Optokoppler anzuschließen, wenn die Isolationsspannung zwischen Eingang und Ausgang nicht zu groß ist.

Bei einem Kondensator in einem Abstimmkreis muss möglicherweise eine Seite mit Masse verbunden sein, damit das Gehäuse auch mit Masse verbunden ist und als Abschirmung für den anderen Anschluss dient.

Beim analogen IC-Design kann die Reihenfolge des Auftretens von Komponenten die Folgen einer mehr oder weniger starken Erwärmung verschiedener Teile der Schaltung und damit die Spannungsdrift und Linearität des Ausgangs bei Änderungen des Eingangs beeinflussen.

Diese Überlegungen gelten jedoch nicht für LED-Schaltungen, an denen Sie interessiert sind.

Wenn Sie breiter fragen als nur auf Schaltungsebene. Für mich ist die physische Platzierung von Widerständen wichtig, um Hochgeschwindigkeitssignale auf der Platine zu beenden. Sie können einen kleinen Widerstand an der Quelle verwenden, um die Ausgangsimpedanz des Treibers an die Kurve anzupassen, und Sie können einen anderen am Ende verwenden, um das Signal zu beenden. Gleiches gilt für Widerstände, die in Rückkopplungspfaden verwendet werden, sei es für einen Regler oder einen Filter. Ich möchte, dass diese nahe und dicht an meinen Geräten liegen, um Geräusche zu minimieren, die sich einschleichen könnten.

Es spielt keine Rolle, wo Sie einen Strombegrenzungswiderstand für LED platzieren. Normalerweise platziere ich sie zwischen Strom und Anode, damit ich alle Kathoden miteinander und mit der Erde verbinden kann, wenn mehrere LEDs nebeneinander liegen. Auf diese Weise kann ich die Widerstände an einer beliebigen Stelle auf der Platine platzieren und spart etwas Platz, muss aber keine Spuren für den Rückstrom für alle LEDs haben, nur eine, die ebenfalls geerdet ist und ohnehin in Form von Erdung vorhanden wäre.

Die Platzierung des Widerstands spielt IMMER bei einer Kombination aus Geometrie und Frequenz eine Rolle. In der Regel fragen die Leute jedoch, ob sie es bemerken werden.

Finden Sie einfach zwei alte Tandy Radioshack TRS-80s, stellen Sie sie nebeneinander und versuchen Sie, Programme auf beiden gleichzeitig auszuführen!