Почему ток течет по проводу, а не по резистору рядом с ним?

Question

Почему ток течет по проводу, а не по резистору рядом с ним?

Мне трудно понять, что именно происходит в цепи, где при нажатии кнопки загорается светодиод. Еще у меня есть Arduino UNO.

Схему можно увидеть по адресу:

2:36 этого видео: Учебники по Arduino: управление светодиодом с помощью кнопки.

Заморозка всей схемы

Итак, я не понимаю, почему, когда кнопка нажата и ток может пройти, ток не проходит через понижающий резистор, а вместо этого идет по входному проводу?

р>

Понижающий резистор на входе

Я новичок, но понимаю такие понятия, как напряжение, ток, резисторы, закон Ома и т. д. Поэтому ответы не обязательно должны быть очень простыми, но достаточно простыми, чтобы я мог их понять. Спасибо!

@BeastCoder2, 👍0

Обсуждение

Возможно у вас ардуино, но вопрос не по теме. Пожалуйста, задайте этот вопрос в компании «Электротехника»., @MichaelT

Входной контакт имеет очень высокое сопротивление, поэтому ток через него практически не протекает. Фактически микроконтроллер выполняет измерение напряжения. Он измеряет напряжение на подтягивающем резисторе., @chrisl

Некоторый ток течет через подтягивающий резистор, но источник питания без проблем вырабатывает этот небольшой ток, поэтому напряжение перед подтягивающим резистором останется стабильным и составит 5 Вольт. Таким образом, напряжение на входе Arduino будет составлять 5 Вольт, пока нажата кнопка. Как только кнопка будет отпущена, любое «блуждающее» напряжение будет проходить через резистор, поэтому напряжение на входном контакте станет 0 Вольт., @Gerben

Пожалуйста, не могли бы вы забыть все, что вы «научились» из этого видео. Объяснение в этом видео неверное и запутанное. То, как видео объясняет, как течет ток, — полная чушь. Начать можно с примеров arduino, они есть в меню программы arduino, а также онлайн: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples Начните, например, с «Кнопки» в разделе «2.Цифровой» ., @Jot

2 ответа

Лучший ответ:

▲ -1

Ответ находится внутри вопроса, Электроны вполне спокойно будут путешествовать по проводу, пока не достигнут сопротивления, как в резисторе. Там, где сопротивление меньше, они пойдут именно по этому пути. Можно сказать, путь наименьшего сопротивления.

16 апр 19, @Jamie

Это кажется обманчивым, поскольку ток не будет течь только по пути с наименьшим сопротивлением. Вместо этого ток делится между всеми путями относительно их сопротивления., @chrisl

согласен, но на том уровне понимания это казалось справедливым ответом, @Jamie

Извините, Джейми, но вы отправляете новичка по неверному пути., @Jot

ок, но пожалуйста, сформулируйте более четкий и краткий ответ, @Jamie

@Jot, он отправляет пользователя по пути наименьшего сопротивления..., @Majenko

@*Majenko* · Accepted Answer · 2019-04-16 14:37-00:00

Итак, я не понимаю, почему, когда кнопка нажата и ток может пройти, ток не проходит через понижающий резистор, а вместо этого идет по входному проводу?
р>

Просто: он проходит через понижающий резистор. Но он также идет по «входному» проводу.

Для простоты можно представить, что вход представляет собой просто очень большой резистор. Скажем, 1 МОм.

Тогда схему можно упростить следующим образом:

schematic

Вопреки распространенному мнению, ток не идет по пути наименьшего сопротивления. Он использует все возможные пути. Величина тока через каждый путь пропорциональна сопротивлению путей.

В этом примере у нас есть два пути — один с сопротивлением 10 кОм и один с сопротивлением 1 МОм. Это соотношение 1:100, и ток будет разделен соответственно.

Вы можете рассчитать ток, протекающий через каждый резистор, просто используя закон Ома, потому что проводов и переключателя (в идеальном мире) просто нет. Напряжение 5 В напрямую подключено к каждому из резисторов.

Итак, для резистора сопротивлением 10 кОм ток через него равен:

     V      5
I = --- = ----- = 0.0005 = 500µA
     R    10000

И для 1 МОм оно, конечно, в 100 раз меньше (я позволю вам посчитать это, если вы хотите проверить), поэтому 5 мкА.

Полный ток, потребляемый цепью, составляет 505 мкА, он распределяется между двумя резисторами.

С Arduino вместо резистора 1 МОм все точно так же (хотя значения тока могут несколько отличаться). Через резистор 10 кОм протекает ток 500 мкА, а через Arduino течет «некоторый крошечный ток».

Однако, несмотря на все вышесказанное, Arduino на самом деле не заботит ток. Все, что его волнует, это напряжение. При нажатой кнопке и вход, и резистор 10 кОм подключаются напрямую к источнику питания 5 В, поэтому Arduino считывает это как «ВЫСОКИЙ». Когда вы отпускаете кнопку, вход теперь подключен к земле через резистор 10 кОм, но ток не течет, поэтому на резисторе нет напряжения (напряжение на резисторе пропорционально току, протекающему через резистор - закон Ома) , то есть вход как будто подключен напрямую к земле, и Arduino считывает это как «НИЗКИЙ».

Если быть более точным, вход Arduino на самом деле больше похож на крошечный конденсатор. Когда вы подаете на вход напряжение 5 В, конденсатор заряжается. Как только оно достигает 60% от 5 В, Arduino распознает его как сигнал «ВЫСОКИЙ».

Когда вы отпускаете кнопку, этот конденсатор подключается к земле через резистор и разряжается через этот резистор. Как только оно упадет до 30% от 5 В, Arduino увидит, что оно «НИЗКОЕ».

Если у вас нет подтягивающего резистора, когда вы снимаете напряжение 5 В со входа, конденсатор все еще заряжен. Таким образом, Arduino по-прежнему воспринимает это как ВЫСОКИЙ. Заряд конденсатора будет медленно разряжаться до тех пор, пока он не станет настолько низким, что его можно будет считать низким.

Но (и это большое но) конденсатор очень чувствителен и может снова заряжаться окружающей энергией вокруг места (радиоволны, статическое электричество и т. д.). Он может собрать достаточно энергии из окружающей среды, чтобы вернуться к 60% от 5 В и снова считаться «ВЫСОКИМ». Это называется «плавающим» и это то, что вам не нужно в вашей схеме. Вход «колеблется» между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ без контроля. Вот почему подтягивающий резистор абсолютно необходим.