Wir verwenden geschlossene Schaltkreise in unseren täglichen Aktivitäten und Abläufen. Zu diesen Anwendungen gehören LED-Anzeigen, Fahrzeuge, CNC-Maschinenund elektronische Geräte. Insbesondere die LED-Technologie hat die Art und Weise revolutioniert, wie wir geschlossene Schaltkreise in der modernen Elektronik verwenden.
In diesem Artikel analysieren wir geschlossene Schaltkreise und geben eine grundlegende Anleitung zu ihrer Funktionsweise zur Stromversorgung unserer Geräte.
Was ist ein geschlossener Kreislauf?
Ein geschlossener Stromkreis ist ein Stromkreis ohne Unterbrechungen, sodass der elektrische Strom kontinuierlich durch die Leiter fließen kann, um Energie zu liefern.
Für die effiziente Stromversorgung unserer Geräte ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von entscheidender Bedeutung.
Verwandt: Anwendung einer RC-Schaltung auf einer Leiterplatte
Komponenten eines geschlossenen Kreislaufs
Für einen geschlossenen Stromkreis sind eine Reihe von Elementen erforderlich, um ihn vollständig zu vervollständigen. Diese Elemente sind: Stromquelle, Leiter, eine Last und ein Schalter.
Jedes Element im Stromkreis spielt eine entscheidende Rolle für den kontinuierlichen Stromfluss. Hier erfahren Sie, was sie sind und was sie tun.
Leiter
Leiter sind im Grunde Verbindungselemente. Dabei handelt es sich um Drähte oder Leitungen, die andere Objekte miteinander verbinden und durch die der elektrische Strom fließt.
Sie definieren den Weg des elektrischen Flusses und verbinden ein Element mit dem nächsten, um den geschlossenen Stromkreis zu schließen.
Quelle elektrischer Energie
Dies ist das Kraftwerk des geschlossenen Stromkreises. Eine Quelle für elektrische Energie kann eine Batterie oder ein Netzteil sein. Energieströme werden aus dem Kraftwerk bezogen und fließen durch den gesamten Stromkreis, um das Gerät mit Strom zu versorgen, das sie benötigt.
Laden
Eine Last ist das Hauptelement, das vom gesamten Stromkreis mit Strom versorgt wird. Eine Last kann eine Glühbirne, ein Motor oder ein Gerät sein, das zum Betrieb Strom benötigt.
Eine Last befindet sich normalerweise in der Mitte des Stromkreises, sodass Strom von anderen Komponenten des Stromkreises zur Last, durch sie hindurch und zurück zu anderen Komponenten fließt, wodurch ein perfekter Kreislauf entsteht.
Bei moderner Elektronik LED-Bildschirme kann als Last fungieren und die zum Beleuchten erforderliche Leistung erhalten.
Schalten
Ein Schalter ist auch eine der Komponenten eines geschlossenen Stromkreises. Er ist derjenige, mit dem der Fluss gesteuert werden kann. Er kann den geschlossenen Stromkreis entweder unterbrechen oder wiederherstellen.
Der Energieerhaltungssatz
Das Gesetz der Energieerhaltung besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann; sie existiert lediglich in verschiedenen Formen. Ihre Existenz oder Nichtexistenz kann von niemandem geändert werden.
Es kann jedoch von einer Form in eine andere umgewandelt werden.
Die Energieerhaltung ist ein physikalisches Prinzip. Demnach bleibt die Energie wechselwirkender Körper oder Teilchen gleich, wenn sie sich in einem geschlossenen System befinden. In einem solchen System bleibt die Energie gleich.
Dies bedeutet, dass, wenn ein Teil des Systems Energie verliert, ein anderer Teil die gleiche Menge an Energie gewinnt, sodass innerhalb des Systems jederzeit ein Gleichgewicht gewährleistet ist.
Arten von geschlossenen Schaltkreisen
Es gibt drei Arten geschlossener Stromkreise: Reihenschaltungen, Parallelschaltungen und Kombinationsschaltungen.
Schauen wir uns unten ihre Funktionsweise an.
Serienschaltungen
Bei diesen Schaltkreisen sind alle Komponenten des Schaltkreises in einem einzigen Pfad angeordnet. Obwohl die Strommenge hier gleich ist, fällt die Spannung über jeder Komponente ab.
In der Reihenschaltung sind alle Komponenten so verbunden, dass sie einen einzigen Pfad für den Stromfluss bilden.
In Reihe geschaltete LEDs erhalten beispielsweise den gleichen Strom und eignen sich daher ideal für eine gleichmäßige Beleuchtung in einfachen Geräten.
Parallelschaltungen
Diese Schaltkreise sind, wie der Name schon sagt, parallel. Dieser Schaltkreis hat zwei oder mehr Pfade, durch die Strom fließt. Der Stromfluss wird entsprechend dem Widerstand entlang jedes Pfades auf die einzelnen Pfade aufgeteilt.
Dabei teilen sich alle Komponenten die gleichen elektrischen Knoten.
Die Spannung ist an allen parallelen Komponenten gleich. Dies liegt daran, dass ein Parallelschaltkreis nur zwei elektrisch gemeinsame Punkte enthält, wodurch gewährleistet ist, dass die zwischen diesen Punkten gemessene Spannung einheitlich bleibt.
Der Gesamtstrom ist die Summe aller einzelnen Pfadströme.
Diese Konfiguration wird häufig bei größeren LED-Anzeigen verwendet, bei denen eine gleichmäßige Beleuchtung entscheidend ist.
Kombinationsschaltungen
Der Kombinationsstromkreis besteht aus einer Kombination aus seriellen und parallelen Pfaden für den Stromfluss. Er hat Eigenschaften, die eine Mischung aus den beiden oben genannten Stromkreisen sind.
Der Arbeitsablauf eines Kombinationsschaltkreises ist ein digitaler Logikschaltkreis, bei dem die momentane Ausgabe von der Kombination seiner Eingaben abhängt.
Anwendungen geschlossener Kreisläufe
Wie bereits erwähnt, kommen in unserem Alltag geschlossene Stromkreise zum Einsatz. Einige dieser Anwendungen sind Beleuchtung, Heizung und mechanische Nutzung.
Ein geschlossener Stromkreis wandelt elektrische Energie in andere Formen um.
LED-Anzeigen sind heute beispielsweise eine gängige Anwendung, die überall zum Einsatz kommt. Sie können in OOH-Werbung, Autoscheinwerfer, Golfwagen, medizinische Geräte und Kamerablitze.
Viele elektronische Geräte nutzen 7-Segment-Anzeigen, um digitale Signale in ein für den Benutzer leicht lesbares Format umzuwandeln.
In der Praxis leuchten die Segmente einer LED-Anzeige mit gemeinsamer Anode auf, wenn Schalter betätigt werden. Beim Einschalten eines Schalters fließt Strom durch das LED-Segment zum Strombegrenzungswiderstand, wird mit der Last verbunden und erreicht dort 0 Volt, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.
Anschließend leuchtet das Lastsegment a auf.
Fehlerbehebung bei geschlossenen Schaltkreisen
Da diese Schaltungen künstlich hergestellt sind, können sie gelegentlich fehlerhaft sein. Sollte dies der Fall sein, können Sie die Schaltung in mehreren systematischen Schritten leicht analysieren und reparieren.
Sammeln Sie zunächst Informationen über den geschlossenen Stromkreis, um die Fehlerbehebung zu vereinfachen. Für notwendige Prüfgeräte und hochwertiges Messzubehör können Sie auch unsere professionellen Ressourcen zu zuverlässigen Lösungen für elektrische Prüfungen nutzen. TestLeadsWorld. Dann gilt es, die Fehlfunktion zu verstehen. Finden Sie heraus, warum der Stromkreis ohne Ihr Zutun unterbrochen wurde.
Verstehen Sie dann, welche Parameter ausgewertet werden müssen. Als Teil der Informationssammlung ist dies auch ein entscheidender Schritt zur Behebung des Problems. Identifizieren Sie anschließend die Ursache des Problems. Korrigieren und reparieren Sie dann die Komponente.
Zu diesem Zeitpunkt wüssten Sie bereits, was die Störung verursacht, und könnten sie beheben.
Anschließend können Sie die reparieren. Führen Sie einen Test der Schaltung durch, um zu sehen, ob Sie sie richtig repariert haben. Führen Sie abschließend eine Ursachenanalyse durch. So können Sie sicherstellen, dass Ihre Fehlerbehebung erfolgreich war, und sogar weitere Schäden verhindern.
Abschluss
Nachdem wir die Funktionsweise von Schaltkreisen analysiert und verstanden haben, wissen wir nun, welche Anwendungen sie in unserem Leben haben und wie häufig sie zum Einsatz kommen.
Ob es um die Beleuchtung eines Raumes oder die Stromversorgung eines hellen LED-Displays geht: geschlossene Schaltkreise spielen eine wichtige Rolle bei der Ermöglichung des modernen Lebens.
