Spenningsdelere for motstander, kondensatorer og induktorer

For å oppnå en fast spenningsverdi lik en brøkdel av startverdien brukes spenningsdelere i elektriske kretsløp. Spenningsdelere kan bestå av to eller flere elementer, som kan være motstander eller reaktanser (kondensatorer eller induktorer).

Spenningsdelere - en kombinasjon av motstander som brukes til å dele inngangsspenningen i deler.

I sin enkleste form er spenningsdeleren representert av et par seksjoner av en elektrisk krets koblet i serie med hverandre, som kalles skuldrene til deleren. Overarmen er seksjonen som er plassert mellom punktet for positiv spenning og det valgte tilkoblingspunktet for seksjonene, og underarmen er seksjonen mellom tilkoblingspunktet (valgt punkt, nullpunkt) og felles ledningen.

Motstandsspenningsdelere

Selvfølgelig kan spenningsdelere brukes både i likestrømskretser og i vekselstrømskretser. Motstandsdelere er egnet for begge kretsløp, men de brukes bare i lavspentkretsløp. For å drive enhetene brukes ikke spenningsdelere på motstandene.

I sin enkleste form består en resistiv spenningsdelere bare av par motstanderkoblet i serie. Den delbare spenningen tilføres deleren, som et resultat faller en viss brøkdel av denne spenningen, proporsjonal med verdien av motstanden, på hver motstand. Summen av spenningsfallene her er lik spenningen som tilføres deleren.

I følge Ohms lov for en seksjon av en elektrisk krets vil spenningsfallet på hver motstand være direkte proporsjonalt med strømmen og motstandsverdien til motstanden. Og i følge Kirchhoffs første regel, vil strømmen gjennom denne kretsen være den samme overalt. Så for hver motstand vil det være spenningsfall:

Og spenningen i endene av kretsen vil være lik:

Og strømmen i skillekretsen vil være:

Hvis vi nå erstatter uttrykket for strømmen i formlene for spenningsfallene over motstandene, får vi formlene for å finne spenningsverdiene på hver av motstandene til skillelinjen:

Når du velger verdiene på motstandene R1 og R2, kan du velge hvilken som helst del av hele inngangsspenningen. I tilfelle når spenningen må deles i flere deler, kobles flere motstander i serie med spenningskilden.

Ved å bruke en spenningsdelere på motstander til forskjellige formål, er det viktig å forstå at belastningen som er festet til en av armene til deleren, enten det er et måleapparat eller noe annet, må ha sin egen motstand som er mye større enn den totale motstanden til motstandene som danner deleren. Ellers bør selve belastningsmotstanden tas med i beregningene, og betraktes som en parallell til skuldermotstanden, som er en del av skillet.

Eksempel: det er en likespenningskilde på 5 volt, det er nødvendig å velge motstander for den for en spenningsdelere for å fjerne et målesignal på 2 volt fra deleren. Tillatt effekt spredt på skillelinjen må ikke overstige 0,02 watt.

Løsning: La den maksimale effekten spredt av skillet være 0,02 W, så finner vi den minste totale motstand for skillet ved 5 volt fra Ohms lov, det vil vise seg å være 1250 Ohms. La 1,47 kOhm være den totale motstanden til skillet som er valgt av oss, da vil 2 volt falle ved 588 ohm. Vi velger en konstant motstand ved 470 ohm og en variabel ved 1 kOhm. Still variabel motstand til 588 ohm.

Spenningsdelere på motstander er mye brukt i dag i elektroniske kretsløp.I disse skjemaene blir verdiene til motstandene for skillene valgt basert på parametrene til de aktive elementene i kretsene. Som regel er skilleapparatene i målekretsene til kretsene, i tilbakemeldingskretsene til spenningsomformere, osv. Minuset ved slike løsninger er at motstandene sprer strømmen i seg selv i form av varme, men hensiktsmessigheten rettferdiggjør disse små energitapet.

Kondensatorspenningsdelere

I vekselstrømskretser, i høyspentkretser, brukes spenningsdelere på kondensatorer. Den bruker den reaktive naturen til kondensatormotstanden i vekselstrømskretser. Verdien av reaktansen til en kondensator i en vekselstrømskrets avhenger av kondensatorens kapasitet og av spenningsfrekvensen. Her er formelen for å finne denne motstanden:

Formelen indikerer at jo høyere den elektriske kapasiteten til kondensatoren er - jo lavere er den reaktive (kapasitive) motstanden og jo høyere frekvensen - jo lavere er reaktansen. Slike skillelinjer brukes i måling av kretser for vekselstrømskretser, spenningsfall på skuldrene anses som likt tilfellet med konstant aktiv motstand (motstand, se over).

Fordelen med kondensatorene som brukes i skilleapparatet er at spredning av energi i form av varme er minimal, og avhenger bare av dielektrikumets kvalitet.

Inductor Voltage Divider

Induktiv spenningsdelere er en annen type divider som brukes til å måle elektronikk av vekselstrøm, spesielt i lavspentkretsløp som arbeider med høye frekvenser. Spolens motstand for vekselstrøm med høy frekvens er hovedsakelig reaktiv (induktiv) i naturen, det finnes ved formelen:

Formelen indikerer at jo større induktans og jo høyere frekvens, desto høyere er spolemotstanden mot vekselstrøm. Det er viktig å forstå her at spiraltråden har en aktiv motstand, derfor er kraften som er spredt i form av varme, som er karakteristisk for en skillelinje på induktorer, mye høyere enn for delere på kondensatorer.

I amatørelektronikk brukes ofte spenningsdelere. når du kobler analoge sensorer til Arduino-moduler.