If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

წრედის ტერმინოლოგია

წრედებსა და სქემებზე სასაუბრო ტერმინების ლექსიკონი. კვანძები, განშტოებები, ჩაკეტილი კონტურები და ბადეები. საყრდენი კვანძი და დამიწება, სქემების ეკვივალენტობა. ავტორი: უილი მაკალისტერი
ჩვენ ვცდილობთ, შევიმუშავოთ მეთოდები წრედის ანალიზისათვის. აქამდე უკვე განვსაზღვრეთ ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტები (რეზისტორი, კონდენსატორი და ინდუქტორი) და წყაროები (ძაბვა და დენი). ახლა კი მკაფიოდ განსაზღვრული ლექსიკონია საჭირო, რომ წრედებზე საუბარი შევძლოთ. ეს სტატია წრედის ანალიზსა და დიზაინში გამოყენებული ტერმინებისა და კონცეფციების განმარტებებს აერთიანებს.

წრედი

წრედი მომდინარეობს სიტყვიდან წრე. წრედი რეალური კომპონენტების, ენერგიის წყაროებისა და სიგნალის წყაროების ისეთ გაერთიანებას ეწოდება, სადაც დენს სრული წრის გავლა შეუძლია.
შეკრული წრედი – წრედი შეკრულია თუ იკვრება წრე, ანუ თუ ყველა დენის ნაკადს აქვს გზა, რომ დაბრუნდეს საწყის წერტილში.
ღია წრედი – წრედი ღიაა თუ არ იკვრება წრე, ანუ თუკი მასში რაიმე ტიპის წყვეტაა.
მოკლე ჩართვადამოკლება ხდება მაშინ, როცა კომპონენტს დაბალი წინაღობის გამტარს უერთებენ (როგორც წესი, შეცდომით). ქვემოთ ნაჩვენები რეზისტორი დენის გამტარებელი უნდა ყოფილიყო, მაგრამ მის გვერდით ჩართული რკალისებრი გამტარი წრედის დამმოკლებელია. დენი არ გაივლის ნაგულისხმევ გზას, რასაც ზოგჯერ ზიანიც მოყვება. დენის გასავლელად დაბალი წინაღობის გზის შექმნით გამტარი ამოკლებს რეზისტორს (სავარაუდოდ, დიზაინერის ჩანაფიქრის საწინააღმდეგოდ).
ჩართვა ან გამორთვა – წრედის ჩართვა გამტარის შეერთებით ხდება, მაგალითად, ჩამრთველის ჩართვით. გამორთვა საპირისპირო მოქმედებაა. ჩამრთველის გამორთვით წრედიც გამოირთვება.

სქემა

სქემა წრედის ნახაზია. სქემაზე წრედის ელემენტები შესაბამისი სიმბოლოებით, ხოლო გამტარები ხაზებით არიან წარმოდგენილნი.
ელემენტები – ტერმინი ელემენტები ნიშნავს „კომპონენტებსა და წყაროებს“.
სიმბოლოები – ელემენტები სქემაზე სიმბოლოებით არის აღნიშნული. ქვემოთ ნაჩვენებია ხშირად გამოყენებადი 2-ტერმინალიანი ელემენტების სიმბოლოები.
ხაზები – კავშირები ელემენტებს შორის ხაზებითაა აღნიშნული, მათ ძირითადად „სადენებთან“ ვაიგივებთ. სქემაზე ეს ხაზები იდეალურ, ნულოვანი წინაღობის მქონე გამტარებს წარმოადგენენ. ყველა კომპონენტსა და წყაროზე, რომელსაც ხაზი უერთდება, ძაბვა ერთნაირია.
წერტილები – ხაზების კონტაქტი ზოგჯერ წერტილებით აღინიშნება. წერტილები ცხადად მიუთითებენ ხაზებს შორის კონტაქტზე. თუ კონტაქტი ისედაც ცხადია, წერტილების გამოყენება არ არის აუცილებელი.
(a) და (b) ორივე კარგია,
(c) წერტილის არყოფნა კონტაქტის არარსებობაზე მიუთითებს.
(d)-ც კონტაქტის არარსებობაზე მიუთითებს; ჰორიზონტალური გამტარი „ახტება“ ვერტიკალურს. (d) ძალიან მკაფიოა, მაგრამ ზედმეტი შრომა და სახაზი სივრცე სჭირდება.
(e) გადამკვეთი დაკავშირებული ხაზებისთვის (e) მისაღებია, თუმცა, შესაძლოა, (c)-ში აგვერიოს, ამიტომ (f)-ის გამოყენება უკეთესია.
აღნიშვნები – როცა კომპონენტს სქემაზე ვათავსებთ, მას ხშირად სახელს, აღნიშვნას, ვანიჭებთ. აღნიშვნის მაგალითებია R1, C6 და VBAT. 1-იანი R1-ში აღნიშვნის ნაწილია და არა წინაღობის სიდიდე. აღნიშვნები ყველა სქემისთვის უნიკალურია. ისინი კომპონენტების იდენტიფიცირების საშუალებას გვაძლევენ, იმ შემთხვევაშიც კი, როცა ზოგიერთ მათგანს ერთნაირი მნიშვნელობა აქვს. აღნიშვნების გამოყენება შესაძლებელია განტოლებებშიც. R1-ს შეგვიძლია მივანიჭოთ წინაღობის მნიშვნელობა, R1=4.7kΩ, ან გამოვიყენოთ როგორც ცვლადი გამოსახულებაში, მაგალითად R2C6=4.7kΩ2μF.
აღნიშვნები კომპონენტებს განსხვავებულ სახელებს ანიჭებენ, იმ შემთხვევაშიც კი, როცა მათი მნიშვნელობები ემთხვევა.
კვანძი – ბმას, სადაც 2 ან მეტი ელემენტი არის შეერთებული, კვანძი ეწოდება. ქვემოთ მოცემულ სქემაზე გამოსახულია ერთი კვანძი (შავი წერტილი), რომელიც ხუთი ელემენტის (წარმოდგენილია სტაფილოსფერი მართკუთხედებით) შეერთებით არის წარმოქმნილი.
რადგანაც სქემაში ხაზები იდეალურ, ნულოვანი წინაღობის მქონე გამტარებს წარმოადგენენ, არ არსებობს მიზეზი იმისა, რომ მრავალი ელემენტის შეერთება ერთ წერტილში გადავკვეთოთ. შეგვიძლია, იგივე კვანძი გამოვსახოთ განაწილებული კვანძის სახით, როგორც ეს ქვედა სურათზეა ნაჩვენები. კვანძის ეს ორი გამოსახულება ზუსტად ერთსა და იმავეს ნიშნავს.
განაწილებული კვანძი შეიძლება იყოს გაშლილი, შეიცავდეს ბევრ მონაკვეთს, კუთხეს და წერტილს. არ დაიბნეთ, ის მაინც ერთი კვანძია. სქემის ელემენტების იდეალური გამტარებით შეერთება ნიშნავს, რომ განაწილებულ კვანძში ძაბვა ყველგან თანაბარია.
მოცემულ, რეალურთან მიახლოებულ სქემაზე განაწილებული კვანძებია მონიშნული.
ამოცანა 1
რამდენი კვანძია მოცემულ სქემაზე?
აირჩიეთ 1 პასუხი:

განშტოებაგანშტოება კვანძებს შორის ჩართულ მონაკვეთს წარმოადგენს. განშტოება შეიძლება იყოს ნებისმიერი ელემენტი (რეზისტორი, კონდენსატორი, წყარო და სხვა). წრედში განშტოებების რაოდენობა ელემენტების რაოდენობის ტოლია.
ამოცანა 2
რამდენი განშტოება აქვს მოცემულ სქემას?
აირჩიეთ 1 პასუხი:

ჩაკეტილი კონტურიჩაკეტილი კონტური წრედის ელემენტებზე გამავალი ჩაკეტილი გზაა. ჩაკეტილი კონტურის დასახატად უნდა ავარჩიოთ ნებისმიერი კვანძი და გავავლოთ გზა ელემენტებსა და კვანძებზე მანამ, სანამ იმავე კვანძთან არ დავბრუნდებით. გვაქვს ერთადერთი შეზღუდვა: ჩაკეტილი კონტური კვანძზე მაქსიმუმ ერთხელ უნდა გადიოდეს. კონტური შესაძლებელია კვეთდეს ან მოიცავდეს სხვა კონტურებს. ქვედა სქემაზე რამდენიმე კონტურია მონიშნული.(დანარჩენების პოვნა თავადაც შეგიძლიათ, მოცემულ წრედში სულ ექვსი ასეთი კონტურია).
ბადებადე ისეთი ჩაკეტილი კონტურია, რომლის შიგნითაც სხვა ჩაკეტილი კონტური არ მოიძებნება. სხვაგვარად რომ წარმოვიდგინოთ, სქემაში არსებული თითოეული „სიცარიელე“ ბადეს შეესაბამება.
ამოცანა 3
რამდენი ბადეა მოცემულ სქემაზე
აირჩიეთ 1 პასუხი:

საყრდენი კვანძი – წრედის ანალიზისას, ძირითადად, ერთ კვანძს საყრდენ კვანძად ვირჩევთ ხოლმე. დანარჩენ კვანძებზე ძაბვა სწორედ ამ კვანძთან შედარებით იზომება. საყრდენად ნებისმიერი კვანძის არჩევა შეიძლება, მაგრამ წრედის სიმარტივისთვის ყველაზე ხშირად ამ ორიდან ერთ-ერთს ირჩევენ ხოლმე:
  • წრედის მომმარაგებელი დენის ან ძაბვის წყაროს უარყოფით ტერმინალს, ან
  • კვანძს, რომელსაც ყველაზე მეტი განშტოება აქვს.
მიწა – საყრდენ კვანძს ხშირად მიწას უწოდებენ. მიწის კონცეფციას სამი ძირითადი მნიშვნელობა აქვს.
მეტალის სოლი სახლის გვერდით, მიწაშია ჩარჭობილი. სოლზე მიმაგრებული სადენი კი სახლშია შეყვანილი და სახლის ელექტრული სისტემის უსაფრთხოებისთვის დამიწებულ საყრდენ წერტილს წარმოადგენს. ზოგჯერ დამიწების სადენს ისეთ წყლის მილზეც ამაგრებენ, რომელიც მიწაში ჩადის.
მიწა არის
  • ათვლის წერტილი, საიდანაც ძაბვები იზომება.
  • ელექტრული დენის უკან, წყაროსთან დასაბრუნებელი გზა.
  • პირდაპირი ფიზიკური კავშირი ნიადაგთან, რაც მნიშვნელოვანია უსაფრთხოებისთვის.
დამიწებული კვანძის სახელი მესამე მნიშვნელობიდან მომდინარეობს. თუმცა, დანარჩენი ორიც არანაკლებ მნიშვნელოვანია.
დამიწების აღსანიშნად რამდენიმე სიმბოლოს იყენებენ:

სქემების ეკვივალენტობა

აუცილებელია ყურადღება გავამახვილოთ სქემების ეკვივალენტობის ცნებაზე. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან წრედი შეიძლება რამდენიმე სხვადასხვანაირი სქემით გამოისახოს.
მოცემული ორი სქემა ერთმანეთისგან განსხვავებულადაა დახაზული. მარცხენა სქემაზე ძაბვის წყარო და სამი რეზისტორი თანმიმდევრულადაა განლაგებული. მარჯვენა სქემაზე კი რეზისტორი R3 ძაბვის წყაროს მარცხნივაა მოქცეული.
ორივე სქემა სათანადოდ გამოსახავს შესაბამის წრედს? ან, სხვაგვარად რომ ვთქვათ,
არის თუ არა ეს ორი სქემა ეკვივალენტური?
წრედი და სქემა (ან ორი სქემა) ეკვივალენტურია, თუ მათ ერთი და იგივე კვანძები და განშტოებები აქვთ.
სქემების ეკვივალენტობისთვის აუცილებელია, რომ:
  • შეიცავდნენ ერთსა და იმავე კომპონენტებს და წყაროებს
  • ჰქონდეთ ტოლი ოდენობის კვანძები
  • ყველა კვანძი უნდა უერთდებოდეს იმავე განშტოებებს.
მოდით, შევამოწმოთ მოცემული ორი სქემის ეკვივალენტობა:
  • ორივე სქემაზე ერთი და იგივე კომპონენტები და წყაროებია?
    შევამოწმოთ... V, არის! R1, არის! R2, არის! R3, არის!
    ყველა ელემენტი ადგილზეა.
  • ორივე სქემაზე ტოლი ოდენობის კვანძია?
    დიახ. ორივე სქემაზე 2 კვანძია.
  • ყველა კვანძი ერთსა და იმავე განშტოებას უერთდება?
    – დიახ. ორივე კვანძი სამ რეზისტორსა და ძაბვის წყაროს უერთდება.
კვანძები სტაფილოსფრადაა მონიშნული. ოთხი განშტოება ლურჯი ისრებითაა მონიშნული.
ასე რომ, პასუხია: დიახ, ეს ორი სქემა ეკვივალენტურია.
ეკვივალენტობა ნიშნავს, რომ შესაბამის კვანძებზე ერთნაირი ძაბვა, ხოლო შესაბამის განშტოებებზე ერთნაირი დენი იქნება. სწორედ ამ მონაცემების დამთხვევაა ჩვენთვის მნიშვნელოვანი.
რეალური წრედის აგება ორივე სქემის მიხედვით შეგვიძლია. თუ სადენებსა და ელემენტებს ნახაზის მიხედვით განვალაგებთ და ერთმანეთზე მივარჩილავთ, ორივე სქემა ერთნაირ წრედს მოგვცემს — იდენტური ძაბვებით შესაბამის კვანძებზე და დენებით შესაბამის განშტოებებზე.
ეკვივალენტობის განხილვა, შესაძლოა, გადამეტებული მოგვეჩვენოს; საქმე ისაა, რომ, სქემებს უცნაური თავისებურება ახასიათებთ, რომელიც დამწყებთათვის ხშირად დამაბნეველია.

სქემების თავსატეხი

ახლა რასაც გაჩვენებთ, ალბათ, გაგაოცებთ (მაგრამ მხოლოდ წამიერად). როგორც უკვე ვაჩვენეთ, მოცემული ორი სქემა ეკვივალენტურია. მიუხედავად ამისა, ისინი ყოველმხრივ ერთნაირი არ არიან. ელემენტებს შორის ხაზების ცალკეული წერტილოვანი შეერთებები განსხვავებულია.
დააკვირდით ლურჯ ისარს მარცხენა სქემაზე. სადენი R2-სა და R3-ისკენ გამავალი დენის გამტარია.
შეგიძლიათ, მარჯვენა სქემაზე მისი ეკვივალენტური სადენი იპოვოთ?
(იპოვეთ R2-სა და R3-სკენ გამავალი დენის გამტარი)
რა ხდება? ეს თავსატეხი სქემების გარკვეული მახასიათებლის საჩვენებლად მოვიყვანეთ.
ის რეალურ წრედსა და მის სქემას შორის არსებულ ფუნდამენტურ განსხვავებას უსვამს ხაზს. სქემაზე ხაზები შესაბამისი რეალური წრედის შეერთებებს აუცილებლად ზუსტად არ იმეორებენ. შეკითხვა R2-სა და R3-ისკენ გამავალი დენის გამტარის შესახებ, გამტარების შეერთების ისეთ თანმიმდევრულობას გულისხმობს, რომელიც მარჯვენა სქემაზე არაა გამოყენებული.
როგორ ავირიდოთ თავიდან ასეთი გაუგებრობა? გახსოვდეთ, რომ ეკვივალენტურ სქემებსა და წრედებში იდენტური განშტოებების დენები ყოველთვის ერთნაირია. ასე რომ, ყოველთვის განიხილეთ განშტოებაში გამავალი (კომპონენტში ან წყაროში გამავალი) დენი, და არა „სადენში“ გამავალი დენი. „სადენში“ გამავალი დენი ეკვივალენტურ სქემაზე ან სქემის შესაბამის რეალურ წრედში შეიძლება არც არსებობდეს.

კონცეფციის შემოწმება: ეკვივალენტობა

აქ რამდენიმე თავსატეხია, რომლებიც სქემების ეკვივალენტობის აღქმას შეგამოწმებინებთ.
რომელი სქემები გამოსახავენ ერთსა და იმავე წრედს (არიან ეკვივალენტურები)?
იგულისხმეთ, რომ ყველა რეზისტორის მნიშვნელობა ტოლია.
არ იჩქაროთ, ეს მარტივი სულაც არ არის.
მინიშნება: სულ სამი სწორი პასუხია.

კარგი სქემის ხაზვა

კარგი სქემა არაერთ მნიშვნელოვან მიზანს ემსახურება. კარგი სქემა:
  • მკაფიოდ გამოხატავს წრედის დიზაინს.
  • საშუალებას გვაძლევს, გავუზიაროთ დიზაინი სხვა ადამიანებს.
  • გვეხმარება წრედის მუშაობის პრინციპის გახსენებაში, თუნდაც დიდი დროის შემდეგ.
გამართული სქემების შესაქმნელ ხაზვის ამ პრაქტიკებს თქვენც და თქვენი კოლეგებიც დააფასებთ:
  • მოათავსეთ წყაროები მარცხნივ, ხოლო მომხმარებლები — მარჯვნივ.
  • წრედის გასწვრივ ინფორმაცია განალაგეთ მარცხნიდან მარჯვნივ.
  • გამოიყენეთ ვერტიკალური განლაგება ძაბვის დონის მისანიშნებლად. ანუ, დახაზეთ მაღალი ძაბვის გამტარები ფურცლის ზედა ნაწილზე, და დაბალი ძაბვის (მაგალითად, დამიწება) ფურცლის ქვედა ნაწილზე.
მოცემული ორი სქემა ეკვივალენტურია, თუმცა მარცხენა არც ისე მარტივი წასაკითხია, როგორც მარჯვენა. მარჯვენა კარგი სქემის მახასიათებლების გათვალისწინებითაა დახაზული.
ხანის აკადემიის ვიდეოების მომთავსებელი
კარგი სქემა თქვენი დიზაინის მიზნებს ასახავს. თქვენს იდეას უფრო სწრაფად და საიმედოდ გადმოსცემთ, თუ სქემაში ნათლად აჩვენებთ, რისი მიღწევა გინდათ.
როცა სხვადასხვა სქემის წაკითხვა მოგიწევთ, ყურადღება მიაქციეთ ხაზვის სტილს. გაიმეორეთ ისეთ სქემათა სტილი, რომლებიც მარტივად წაკითხვადია თქვენთვის. ჯობს, თქვენი შემოქმედებითობა წრედის დიზაინს მოახმაროთ და არა — სქემის ხაზვის ახალი სტილის შექმნას.
ახალა უკვე სრული ლექსიკონი გვაქვს წრედებსა და მათ ნაწილებზე სასაუბროდ. უკვე მზად ვართ, დავიწყოთ ანალიზი.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.