Rezistoru, kondensatoru un induktoru sprieguma dalītājs

Lai iegūtu fiksētu sprieguma vērtību, kas vienāda ar sākotnējās vērtības daļu, elektriskās ķēdēs tiek izmantoti sprieguma dalītāji. Sprieguma dalītāji var sastāvēt no diviem vai vairākiem elementiem, kas var būt rezistori vai reaģenti (kondensatori vai induktori).

Sprieguma dalītājs - pretestību kombinācija, ko izmanto ieejas sprieguma sadalīšanai daļās.

Vienkāršākajā formā sprieguma dalītāju attēlo elektriskās ķēdes sekciju pāris, kas savstarpēji savienoti virknē, un kurus sauc par dalītāja pleciem. Augšējā roka ir sekcija, kas atrodas starp pozitīvā sprieguma punktu un izvēlēto sekciju savienojuma punktu, un apakšējā roka ir sadaļa starp savienojuma punktu (izvēlētais punkts, nulles punkts) un kopējo vadu.

Rezistoru sprieguma dalītāji

Protams, sprieguma dalītājus var izmantot gan līdzstrāvas ķēdēs, gan maiņstrāvas ķēdēs. Rezistoru dalītāji ir piemēroti abām ķēdēm, taču tos izmanto tikai zemsprieguma ķēdēs. Lai darbinātu ierīces, rezistoru sprieguma dalītājus neizmanto.

Vienkāršākajā formā pretestības sprieguma dalītājs sastāv tikai no rezistoru pārisavienots virknē. Dalāmais spriegums tiek piegādāts dalītājam, kā rezultātā noteikta šī sprieguma daļa ir proporcionāla katra rezistora rezistora vērtībai. Sprieguma kritumu summa šeit ir vienāda ar spriegumu, kas tiek piegādāts dalītājam.

Saskaņā ar Ohmas likumu par elektriskās ķēdes sadaļu katrā rezistorā sprieguma kritums būs tieši proporcionāls strāvas stiprumam un rezistora pretestības vērtībai. Un saskaņā ar Kirhhoffa pirmo noteikumu strāva caur šo ķēdi visur būs vienāda. Tātad katram rezistoram būs sprieguma kritumi:

Un spriegums ķēdes galos būs vienāds ar:

Un strāva dalītāju ķēdē būs:

Ja aizstājam strāvas izteiksmi ar sprieguma kritumu receptoriem caur rezistoriem, tad iegūstam formulas sprieguma vērtību atrašanai uz visiem dalītāja rezistoriem:

Izvēloties pretestību R1 un R2 vērtības, jūs varat izvēlēties jebkuru ieejas sprieguma daļu. Gadījumā, ja spriegums ir jāsadala vairākās daļās, vairākas pretestības ir virknē savienotas ar sprieguma avotu.

Izmantojot sprieguma dalītāju uz rezistoriem dažādiem mērķiem, ir svarīgi saprast, ka slodzei, kas savienota ar vienu no dalītāja ieročiem, neatkarīgi no tā, vai tā ir mērīšanas ierīce vai kaut kas cits, jābūt ar savu pretestību, kas ir daudz lielāka par dalītāju veidojošo rezistoru kopējo pretestību. Pretējā gadījumā aprēķinos jāņem vērā pati slodzes pretestība, to uzskatot par paralēli pleca pretestībai, kas ir dalītāja daļa.

Piemērs: pastāv līdzstrāvas sprieguma avots ar 5 voltiem, ir nepieciešams tam izvēlēties rezistorus, kas nodalītu sprieguma dalītāju, lai no dalītāja noņemtu 2 voltu mērīšanas signālu. Dalītājā izkliedētā pieļaujamā jauda nedrīkst pārsniegt 0,02 vati.

Risinājums: Ļaujiet dalītāja izkliedētajai maksimālajai jaudai būt 0,02 W, tad mēs atradīsim dalītāja minimālo kopējo pretestību pie 5 voltiem no Omas likuma, tā izrādīsies 1250 omi. Ļaujiet 1,47 kOhm būt kopējai mūsu izvēlētā dalītāja pretestībai, tad 2 volti samazināsies pie 588 omi. Mēs izvēlamies pastāvīgu rezistoru pie 470 omi un mainīgo pie 1 kOhm. Iestatiet mainīgo rezistoru uz 588 omi.

Sprieguma dalītāju rezistori mūsdienās tiek plaši izmantoti elektroniskajās shēmās.Šajās shēmās dalītāju rezistoru vērtības tiek izvēlētas, pamatojoties uz ķēžu aktīvo elementu parametriem. Parasti dalītāji atrodas ķēžu mērīšanas ķēdēs, sprieguma pārveidotāju atgriezeniskās ķēdēs utt. Šādu risinājumu mīnus ir tas, ka rezistori izkliedē spēku sevī siltuma veidā, bet lietderība attaisno šos mazos enerģijas zudumus.

Kondensatoru sprieguma dalītāji

Maiņstrāvas ķēdēs, augstsprieguma ķēdēs uz kondensatoriem tiek izmantoti sprieguma dalītāji. Tas izmanto kondensatora pretestības reaktīvo raksturu maiņstrāvas ķēdēs. Kondensatora reaģētspējas lielums maiņstrāvas ķēdē ir atkarīgs no kondensatora kapacitātes un sprieguma frekvences. Šīs pretestības noteikšanas formula ir šāda:

Formula norāda, ka jo augstāka ir kondensatora elektriskā ietilpība - jo zemāka ir tā reaktīvā (kapacitīvā) pretestība un augstāka frekvence - jo mazāka ir reaģētspēja. Šādus dalītājus izmanto maiņstrāvas ķēžu mērījumos, sprieguma kritumus uz pleciem uzskata par līdzīgiem kā ar pastāvīgu aktīvo pretestību (rezistori, skat. Iepriekš).

Dalītājos izmantoto kondensatoru priekšrocība ir tāda, ka enerģijas izkliedēšana siltuma veidā ir minimāla, un tā ir atkarīga tikai no dielektriķa kvalitātes.

Induktora sprieguma dalītājs

Indukcijas sprieguma dalītājs ir vēl viens dalītāju tips, ko izmanto maiņstrāvas elektronikas mērīšanai, īpaši zema sprieguma ķēdēs, kas darbojas ar augstām frekvencēm. Spoļu pretestība augstfrekvences maiņstrāvai galvenokārt ir reaktīva (induktīva), to nosaka pēc formulas:

Formula norāda, ka jo augstāka ir induktivitāte un augstāka frekvence, jo lielāka ir spoles pretestība pret maiņstrāvu. Ir svarīgi saprast, ka spoles vadam ir aktīva pretestība, tāpēc siltuma veidā izkliedētā jauda, ​​kas raksturīga sadalītājiem uz induktoriem, ir daudz augstāka nekā dalītājiem uz kondensatoriem.

Amatieru elektronikā bieži izmanto sprieguma dalītājus. savienojot analogos sensorus ar Arduino moduļiem.