¿Alguien tiene una analogía que no sea un libro de texto para explicar los elementos de un circuito?

Una analogía del flujo de agua es clásica y bastante buena para comprender el circuito eléctrico. Piense en el agua que fluye en un sistema de tuberías. Esto es algo difícil de ajustar en el área de CA, difícil, pero vale la pena mencionarla y un buen punto de partida.

Analogías para algunas definiciones:

• Carga \ $ [\ mathrm {C}] \ $ \ $ \ longrightarrow \ $ Cantidad de agua \ $ [\ mathrm {kg}] \ $
• Actual \ $ [\ mathrm {C / s}] \ $ \ $ \ longrightarrow \ $ Caudal de agua \ $ [\ mathrm {kg / s}] \ $
• Potencial \ $ [\ mathrm {J / C}] \ $ \ $ \ longrightarrow \ $ Pressure \ $ [\ mathrm {Pa}] \ $
  • Voltaje o Diferencia de potencial \ $ [\ mathrm {J / C}] \ $ \ $ \ longrightarrow \ $ Diferencia de presión \ $ [\ mathrm {Pa}] \ $
• Resistencia \ $ [\ mathrm {\ Omega}] \ $ \ $ \ longrightarrow \ $ Una parte estrecha de un tubo o una rueda de molino.

(En este contexto, vea esta otra respuesta: enlace )

Analogías para las partes del circuito:

• Condensador \ $ \ longrightarrow \ $ Un bloqueo total de la tubería con un membrana elástica (el agua nunca pasa por la membrana, pero la presión acumulada en un lado hace que se expanda y" empuja "el lado opuesto con la misma presión, pero la fuerza se dirige en sentido contrario)

• Diodo \ $ \ longrightarrow \ $ A válvula de bola unidireccional (Un diodo evita la carga en una dirección pero permite sin resistencia en la otra dirección)

• Batería \ $ \ longrightarrow \ $ Una bomba que devuelve el agua al punto de partida.

• Amplificador operacional (amplificador operacional) \ $ \ longrightarrow \ $ A Bomba aumentando la presión (colocada en un punto del circuito de la tubería).

• Transistor \ $ \ longrightarrow \ $ Un ajustable válvula (los transistores son "ajustadores" donde una pequeña señal puede hacer grandes cambios en la corriente / voltaje)

• Inductor \ $ \ longrightarrow \ $ A rueda de molino pesado (al principio no se mueve, pero después de un tiempo lo hace y ya no da resistencia al flujo).

Voy a intentarlo ... Todo esto está fuera de mi cabeza y debería revisarse leyendo un libro de texto después.

Lo primero que se debe tener en cuenta es que la mayoría de estos componentes solo tienen sentido con una señal eléctrica oscilante, es decir, AC. No son muy útiles en un circuito de CC [ aunque apuesto a que alguien puede pensar en uno ... ver comentarios ]

• Inductor : básicamente una bobina de cable. Cuando una corriente comienza a fluir, un campo magnético comienza a elevarse. Esto requiere trabajo a medida que "carga" el campo magnético para que resista el cambio de corriente . Esto hace que un pico agudo en la señal, se convierta en una joroba roma. Así que suaviza la señal (útil en un circuito rectificador).

• Condensador : un dispositivo de almacenamiento de carga: Inicialmente, permite que la corriente fluya rápidamente, pero a medida que se carga, resiste el flujo y presenta una resistencia cada vez mayor al flujo hasta que Su potencial es el mismo que el potencial de conducción. La carga creciente en el lado accionado induce una carga similar en el otro lado y, por lo tanto, transmite una corriente cambiante (aunque es un circuito abierto para CC). En serie, se puede usar como filtro: tendrá una impedancia muy baja para las señales en su frecuencia de resonancia. En paralelo, suaviza los diferenciales entre los dos rieles (rectificadores de nuevo)

• Diodo : puerta de un solo sentido: la corriente solo puede fluir de una manera.

• Transistor : el nombre significa Transfer Resistor , ¡lo que no dice nada! Básicamente, usted conecta el Colector al riel superior (por ejemplo, + 5V), el Emisor a tierra a través de una resistencia y la Base es su entrada de señal. Sin nada conectado a la base, el Emisor flotará a un cierto voltaje dado por la simple división de voltaje óhmico (por ejemplo, + 2V). Cuando inyecta una corriente en la Base, esto reducirá la resistencia efectiva de la unión Colector-Emisor y el Emisor aumentará en voltaje. Reduzca la corriente de base y el Emisor caerá nuevamente. Por lo tanto, la salida (Emisor) simplemente seguirá lo que está haciendo la entrada (Base). La parte inteligente es que la corriente en la salida proviene del Recopilador, por lo que puede ser tan fuerte como desee: ¡tiene amplificada la señal Base! (¡kerannng!)

• OP-amp : un amplificador de voltaje: este es un circuito integrado "complejo", compuesto por muchos de los anteriores. Básicamente; pequeña diferencia de voltaje en los terminales de entrada = big $ V_ {diff} $ en las salidas. Comprenda todo lo anterior bien antes de preocuparse por how?

¡Buena suerte con tus estudios!

  

aprender cosas de las clases y los libros es difícil, doloroso y aburrido

Bienvenido a la ingeniería. :-)

Las analogías pueden ser útiles desde el principio, pero en última instancia no hay sustituto para entender directamente el tema, especialmente cuando se trata de temas más complejos como los amplificadores operacionales. Comprender el panorama general es algo que requiere tiempo y una amplia base de conocimientos. Tenga la seguridad de que su trabajo duro y doloroso se dará sus frutos. Preste especial atención a lo básico: análisis de circuitos, electrónica, campos E y M, análisis de señales. A medida que estudies y (lo que es más importante) haces la tarea, obtendrás intuición sobre el comportamiento de los circuitos electrónicos y también sobre los modelos matemáticos más profundos detrás de ellos.

Dicho esto, la analogía del flujo de agua no es terrible. Si tiene una sólida formación matemática, la analogía mecánica (voltaje / corriente / resistencia = fuerza / velocidad / fricción) podría ayudar. Por supuesto, esos son tan buenos como su comprensión de la hidráulica y la mecánica.

Lo que podría ayudar más es leer muchas explicaciones del mismo tema. A veces las escuelas escogen libros de texto terribles, así que busca otros en tu biblioteca. También hay muchas explicaciones iniciales de estos conceptos en línea. ( William Beaty tiene algunas cosas buenas.)