Hur man förbereder sig för ASVAB Electronics Information Test
Allmän information
Avsnittet Electronics Information i ASVAB-testet omfattar olika frågor, allt från frågor om ledningar och mätare till frågor om grundläggande elektriska funktioner. För att studera för den här delen av provet ska du studera grundläggande elektronisk information, t.ex. hur ledningar fungerar, funktionen hos olika elektriska strömmar och ledare samt Ohm’s lag. Läs mer information om vart och ett av dessa områden nedan.
En betydande del av ASVAB innehåller frågor om ordförråd och testar elevernas förmåga att känna igen enkla elektriska vokabulärord. När du studerar ASVAB:s begrepp bör du fokusera på de grundläggande definitionerna av elektriska ord och begrepp, inklusive de ovan nämnda begreppen och apparatenspecifika ord, såsom spänning och frekvens. När du studerar ordförrådsdelen ska du fokusera på de enklaste begreppsdefinitionerna för att känna igen vad ett visst ord eller en viss fras betyder.
Elektronflödesteori
Elektronflödesteori beskriver hur elektroner beter sig när de rör sig genom en ledare. Negativt laddade elektroner i en krets flödar från den negativa terminalen (eller anoden) till den positiva terminalen (eller katoden). Elektroner flödar på detta sätt som svar på de attraktiva och repulsiva krafterna mellan laddade partiklar.
Atomer, protoner, neutroner, elektroner och valensskal
Alla materia består av mindre partiklar som kallas atomer. Atomer uppvisar olika egenskaper beroende på atomens sammansättning. De består av mindre partiklar som kallas protoner, elektroner och neutroner. En enda proton är det grundämne som kallas väte. Om ytterligare en proton läggs till blir det ett nytt grundämne som kallas helium. Om det i stället finns ett annat antal neutroner inuti kärnan (protonerna och neutronerna i en atom) kallas det för en isotop.
De tre partiklarna inuti kärnan skiljer sig åt på intressanta sätt: protoner och elektroner är motsatt laddade och neutroner har ingen laddning; protoner och neutroner är lika stora och utgör den stora majoriteten av atomens densitet.
Elektroner är mycket mindre än protoner och neutroner och existerar runt kärnan inuti energibanor. Dessa energiorbitaler omger kärnan beroende på antalet elektroner och deras avstånd från atomkärnan. Dessa elektroner längst bort från kärnan är de mest reaktiva.
Ledare, halvledare och isolator
Ledningsförmåga mäter hur lätt elektroner kan flöda genom ett material. Metaller är goda ledare eftersom elektroner lätt flödar genom dem utan större motstånd. Material som uppvisar mycket låg ledningsförmåga kallas isolatorer. Isolatorer besitter hög resistivitet.
Halvledare har en ledningsförmåga som ligger mellan ledarnas och isolatorernas. Till skillnad från ledare, som upplever ett ökat motstånd vid upphettning, ökar halvledare sin ledningsförmåga vid upphettning.
Ström
Ström är den hastighet med vilken laddningar flödar genom en del av ledaren i en elektrisk krets. Den mäts i Coulombs per sekund eller ampere. Ström, spänning och motstånd är relaterade till varandra genom Ohms lag:
\
där I är ström, V är spänning och R är motstånd.
Spänning
Spänning är den elektriska potentialskillnaden mellan två laddade punkter i ett elektriskt fält. Eftersom det är en potentialskillnad är spänning endast meningsfull när man betraktar en punkt i förhållande till en annan. Den mäts i volt.
Spänningen kallas också för elektromotorisk kraft, eftersom det är den kraft som är ansvarig för att driva strömmen genom en krets. Den kan liknas vid en tryckskillnad eftersom det finns en högre koncentration av laddning i en punkt än i en annan. Denna skillnad i laddningskoncentration resulterar i en spänning.
Motstånd
Motstånd är en inneboende egenskap hos material som hindrar strömmen från att passera genom en ledare. Motstånd och konduktans är omvänt relaterade; ett mycket konduktivt material har litet motstånd och ett mycket motståndskraftigt material har liten konduktans. Motstånd mäts i Ohms.
Material varierar i motstånd på grund av hur lätt (eller svårt) det är att förflytta elektroner i materialets atom. Motståndet är också kopplat till materialets tvärsnittsarea och längd; ju större area, desto mindre motstånd, och ju längre ledare, desto större motstånd.
Kvantitativt kan motståndet representeras som:
\(R = ⍴ \cdot \frac{L}{A}\), där ⍴ representerar det ledande materialets resistivitet, L är längden och A är tvärsnittsarean.
Kretsar
En spänningskälla, t.ex. ett batteri, med ledande material, t.ex. isolerade trådar, som är anslutna till och förbinder de båda polerna utgör en krets. Denna krets skulle naturligtvis inte göra något annat än att värma de ledande trådarna.
Ansluter man en belastning, t.ex. ett motstånd eller en glödlampa, till trådarna kan strömmen utföra arbete. Dessa belastningar kan anslutas till kretsen i serie, parallellt eller serie-parallellt.
Slutna och öppna kretsar
En sluten krets är en krets där alla komponenter i kretsen är anslutna via ledande trådar till varandra och till en spänningskälla. Om någon av dessa anslutningar bryts sägs kretsen vara öppen och kommer inte att fungera korrekt. En sluten krets kan fungera; en öppen krets kan inte fungera.
Last
En last är en komponent som drar ström från en krets. Glödlampor, kylskåp och datorer fungerar alla som belastningar när de ingår i en sluten krets. Laddningar avleder endast ström från en krets; de genererar inte ström.
Seriekrets
I en seriekrets är alla komponenter i kretsen anslutna efter varandra. Den ström som går genom en seriekrets passerar genom varje komponent i serie. Det finns bara en enda väg för strömmen att ta genom kretsen.
Den totala spänningen och det totala motståndet i en seriekrets är summan av spänningsfallen över varje komponent respektive summan av motstånden i kretsen. Summan av varje motstånd i kretsen kallas det ekvivalenta motståndet, eller \(R_eq\), och eftersom det bara finns en ström i kretsen är det \(R_eq\) som används i beräkningar enligt Ohms lag för seriekretsar.
Seriekretsar har samma ström som löper genom varje komponent i kretsen.
Parallell krets
En parallell krets innehåller mer än en väg för strömmen att passera. I de fall där det finns olika komponenter längs dessa separata vägar kommer strömstyrkan att variera. Spänningsfallet över varje gren är dock detsamma.
Det ekvivalenta motståndet i en parallellkrets är lika med:
\
där \(R_eq\) är det ekvivalenta motståndet, \(R_1\) är det första motståndet, \(R_2\) är det andra motståndet, osv.
Till skillnad från en seriekrets, kommer strömmen i en parallellkrets, om en gren kopplas bort från kretsen, att fortsätta att passera genom de återstående grenarna.
Elektisk effekt
Elektisk effekt är ett kvantitativt mått på den mängd arbete som kan utföras av en krets per tidsenhet. Formlerna som kan användas för att beräkna den elektriska effekt som genereras eller förbrukas är:
\\\
där P är effekt, V är spänning, R är motstånd och I är ström.
I en krets genereras effekt av en spänningskälla och den förbrukas av belastningar.
Elektriska måttenheter:
Ohm-måttar motstånd. Ohm = Volt per ampere
Amperes-mäter strömmen. Amp = Coulomb per sekund
Volt – mäter spänning. Volt = (Newton x meter) per Coulomb
Watt – mäter effekten. Watt = Joule per sekund
Metriska prefix – nano- är \(1 \cdot 10^{-9}\), mikro är \(1 \cdot 10^{-6}\), milli- är \(1 \cdot 10^{-3}\), centi- är \(1 \cdot 10^{-2}\), kilo- är \(1 \cdot 10^3\), mega- är \(1 \cdot 10^6\), och giga- är \(1 \cdot 10^9\)