Делитель напряжения расчет резисторов: Онлайн-калькулятор делителя напряжения на резисторах

Делитель напряжения на резисторах ⋆ diodov.net

Рассмотрим, как рассчитать практически любой делитель напряжения на резисторах. Преимущественное большинство радиоэлектронных элементов и микросхем питаются относительно низким напряжением – 3…5 В. А многие блоки питания выдают U = 9 В, 12 В или 24 В. Поэтому для надежной и стабильной работы различных электронных элементов необходимо снижать величину напряжения до приемлемого уровня. В противном случае может наступить пробой радиоэлектронных элементов. Особенно следует уделять внимание микросхемам – наиболее чувствительным элементам к повышенному напряжению.

Существуют много способов, как снизить напряжение. Выбор того или другого способа зависит от конкретной задачи, что в целом определяет эффективность всего устройства. Мы рассмотрим самый простой способ – делитель напряжения на резисторах, который, тем не менее, довольно часто применяется на практике, но исключительно в маломощных цепях, что поясняется далее.

Расчет делителя напряжения на резисторах

Чтобы сделать и рассчитать простейший делитель напряжения достаточно соединить последовательно два резистора и подключить их источнику питания. Такая схема очень распространенная и применяется более чем в 90 % случаев.

Вход схемы имеет два вывода, а выход – три. При одинаковых значения сопротивлений R1 и R2 выходные напряжения Uвых1 и Uвых2 также равны и по величине вдвое меньше входного Uвх. Причем выходное U можно сниматься с любого из резисторов – R1 или R2. Если сопротивления не равны, то выходное U будет на резисторе большего номинала.

Точное соотношение U

вых1 к Uвых2 рассчитаем, обратившись к закону Ома. Резисторы вместе с источником питания образуют последовательную цепь, поэтому величина электрического тока, протекающего через R1 и R2 определяется отношением напряжения источника питания Uвх к сумме сопротивлений:

Следует обратить внимание, чем больше сумма сопротивлений, тем меньший ток I при том же значении Uвх.

Далее, согласно закону Ома, подставив значение тока, находим Uвых1 и Uвых2:

Путем подстановки в две последние формулы значение из самой первой формулы, находим значение выходного U в зависимости от входного и сопротивлений двух резисторов:

Применяя  делитель напряжения на резисторах, необходимо понимать и помнить следующее:
    1. Коэффициент полезного действия такой схемы довольно низкий, поскольку только часть мощности источника питания поступает к нагрузке, а остальная мощность преобразуется в тепло, выделяемое на резисторах. Чем больше понижается напряжение, тем меньше мощности от источника питания поступит к нагрузке.
  1. Так как нагрузка подключается параллельно к одному из резисторов делителя, то есть шунтирует его, то общее сопротивление цепи снижается и происходит перераспределение падений напряжений. Поэтому сопротивление нагрузки должно быть гораздо больше сопротивления резистора делителя. В противном случае схема будет работать нестабильно с отклонением от заданных параметров.
  2. Распределение U между R1 и R2 определяется исключительно их относительными значениями, а не абсолютными величинами. В данном случае неважно, будут ли R1 и
    R2
    иметь значение 2 кОм и 1 кОм или 200 кОм и 100 кОм. Однако при более низких значениях сопротивлений можно получить большую мощность на нагрузке, но следует помнить, что и больше мощности преобразуется в тепло, то есть израсходуется невозвратно впустую.

Также иногда находят применение и более сложные делители напряжений, состоящие из нескольких последовательно соединенных резисторов.

Делитель напряжения на переменном резисторе

Схему делителя напряжения на переменном резисторе называют схемой потенциометра. Вращая рукоятку громкости музыкального центра или автомагнитолы, вы таким действием плавно изменяете напряжение, подаваемое на усилитель модности звуковой частоты. Принцип работы и сборка простейшего усилителя мощности уже были ранее рассмотрены здесь.

При перемещении (вращении) ручки переменного резистора сверху вниз по чертежу происходит плавное изменение U от значения источника питания до нуля.

В звуковой технике главным образом применяются переменные резисторы с логарифмической зависимостью, поскольку слуховой аппарат человек воспринимает звуки с данной зависимостью. Для регулирования уровня звука одновременно по двум каналам используют сдвоенные переменные резисторы.

В качестве делителя напряжения находят применение переменные резисторы, имеющие следующие зависимости сопротивления от угла поворота ручки: логарифмическую, линейную и экспоненциальную. Конкретный тип зависимости применяется для решения отдельной задачи.

Еще статьи по данной теме

Делитель напряжения: теория и принцип действия

Делитель напряжения позволяет получить меньшее напряжение из большего, напряжение может быть как постоянным, так и переменным.

Рис. 1. Схема простейшего делителя напряжения

Простейшая схема делителя напряжения содержит минимум два сопротивления. Если величины сопротивлений одинаковы, то согласно закону Ома, на выходе делителя будет получено напряжение, в два раза меньшее, чем на входе, так как падение напряжений на резисторах будет одинаковым. Для других случаев величина падения напряжений на резисторах делителя определяется по формулам

UR1 = I*R1; UR2 = I*R2       (1)

где UR1, UR2 — падения напряжения на резисторах R1 и R2 соответственно, I — ток в цепи. В схемах делителей выходное напряжение обычно снимают с нижнего по схеме резистора.

Сумма падений напряжений UR1, UR2 на резисторах равна напряжению источника питания. Ток в цепи будет равен напряжению источника питания, делённому на сумму сопротивлений резисторов R1 и R2:

I = Uпит / (R1 + R2)       (2)

Рассмотрим практическую схему делителя постоянного напряжения (рис.2)

Рис. 2. Делитель постоянного напряжения.

Ток, протекающий в этой схеме, согласно формуле (2) будет равен

I = 10 / (10000+40000) = 0,0002 А = 0,2 мА.

Тогда согласно формуле (1) падение напряжения на резисторах делителя напряжения будет равно:

UR1 = 0,0002*10000 = 2 В;
UR2 = 0,0002*40000 = 8 В.

Если из формулы (1) вывести ток:

I = UR1 / R1       (3)

И подставить его значение в формулу (2), то получится универсальная формула для расчёта делителя напряжения:

UR1 / R1 = Uпит / (R1 + R2)

Откуда

UR1 = Uпит * R1 / (R1 + R2)       (4)

Подставляя значения напряжения и сопротивлений в формулу (4), получим величину напряжения на резисторе R1:

UR1 = 10 * 10000 / (10000+40000) = 2 В,

и на резисторе R2:

UR2 = 10 * 40000 / (10000+40000) = 8 В.

Делитель напряжения с реактивными элементами в цепи переменного тока

В вышеприведённой схеме делителя напряжения (рис. 2) были использованы активные элементы — резисторы, и питание схемы осуществлялось постоянным напряжением (хотя схему можно питать и переменным током). Делитель напряжения может содержать так же и реактивные компоненты (конденсаторы, катушки индуктивности), но в этом случае для нормальной работы потребуется питание синусоидальным током (рис. 3).

Рис. 3. Ёмкостный делитель напряжения в цепи переменного тока.

Изображённый на рисунке 3 ёмкостный делитель напряжения работает аналогично резистивному делителю, но рассчитывается несколько иначе, поскольку реактивное сопротивление конденсаторов обратно пропорционально их ёмкости:

Rc = 1/(2 * π * f * C)

Здесь Rc — реактивное сопротивление конденсатора;
π — число Пи = 3,14159…;
f — частота синусоидального напряжения, Гц;
C — ёмкость конденсатора, Фарад.

То есть чем больше ёмкость конденсатора, тем меньше его сопротивление, и следовательно в схеме делителя напряжения на конденсаторе с большей ёмкостью падение напряжения будет меньше, чем на конденсаторе с меньшей ёмкостью. Следовательно, формула (4) для ёмкостного делителя напряжения примет следующий вид:

UС1 = Uпит * С2 / (С1 + С2)       (5)

UС1 = 10 * 40*10-9 / (10*10-9+40*10-9) = 8 В,
UС2 = 10 * 10*10-9 / (10*10-9+40*10-9) = 2 В.

Индуктивный делитель напряжения (рис. 4.) так же как и ёмкостный требует для своей работы синусоидальное питающее напряжение.

Рис. 4. Индуктивный делитель напряжения в цепи переменного тока.

Поскольку реактивное сопротивление катушки индуктивности в цепи переменного тока пропорционально номиналу катушки:

RL = 2 * π * f * L

Здесь Rc — реактивное сопротивление катушки индуктивности;
π — число Пи = 3,14159…;

f — частота синусоидального напряжения, Гц;
L — индуктивность катушки, Генри.

То следовательно и формула для расчёта индуктивного делителя напряжения будет точно такой же, как и формула для расчёта резистивного делителя напряжения (4), где вместо сопротивлений будут использоваться индуктивности:

UL1 = Uпит * L1 / (L1 + L2)       (6)

Подставив в эту формулу параметры элементов из рисунка 4, получим:

UL1 = 10 * 10*10-6 / (10*10-6+40*10-6) = 2 В,
UL2 = 10 * 40*10-6 / (10*10-6+40*10-6) = 8 В.

В заключении следует отметить, что во всех расчётах величина нагрузки была принята равной бесконечности, поэтому полученные значения верны при работе рассмотренных делителей на сопротивление нагрузки, во много раз большее, чем величина собственных сопротивлений.

BACK

Делитель напряжения на резисторах. Расчет и принцип работы. | РОБОТИП

Так случается, что нам нужно получить напряжение другой величины, отличное от того, которое мы имеем. Для этой цели может подойти и другой источник питания, потенциометр, трансформатор и др.

Все зависит от того, как и где вы хотите использовать полученное напряжение.

В данной статье, я бы хотел рассказать о делите напряжения на резисторах. Это самый простой делитель напряжения из всех. Можно сказать, что классика среди делителей.

Во первых — делитель напряжения, это некое устройство (назовем его общим именем для того, чтобы дать понимание его предназначению), которое состоит из последовательно соединенных элементов, являющихся частью цепи, на выводах которых находится часть напряжения питания. Сумма напряжений на выводах каждого их элементов будет равняться общему напряжению равному источнику питания.

Начнем с самого начала:

Наглядно, как получается делить напряжение можно проследить на следующих рисунках:

Рис.1 — Источник питания с не замкнутой цепью.

Рис.1 — Источник питания с не замкнутой цепью.

На рис.1 видно источник питания постоянного тока, и резистор. Цепь не замкнута, значит по ней не протекает ток.

Очень важно понимать, что ток протекает в замкнутой цепи. Иначе куда ему течь. Главной силой, которая движет наши заряды по проводникам в нашей схеме является источник питания. Благодаря ему создается в цепи напряжение и ток.

Так как резистор представляет собой цельный элемент (участок с определенным сопротивлением) без разрывов в цепи, то все приложенное напряжение с одного конца, будет равняться напряжению на другом его конце в виду того, что цепь не замкнута. Напряжение не заметит разницы, что на одном, что на другом конце резистора будет одно и тоже напряжение относительно минуса источника питания, для напряжения резистор просто проводник с неким сопротивлением — цепь же не замкнута, нагрузки для источника нет (зеленый цвет на рис.1).

Теперь давайте соединим нижний вывод резистора с минусом источника питания, получим следующую картину:

Рис.2 — замкнутая цепь с источником питания и резистором по которой протекает ток.

Рис.2 — замкнутая цепь с источником питания и резистором по которой протекает ток.

Замкнув цепь с минусом источника питания, мы дали возможность току от источника питания, пройти через резистор и вернуться к источнику питания. Обратите внимание, что напряжение в цепи, помеченное зеленым цветом, уже не проходит через резистор напрямую, а сосредотачивается главным образом в верхней части. Через резистор уже идет ток (желтые точки).

Резистор, в нашей схеме, создал участок цепи с сопротивлением 10 кОм. Ток, который протекает в нашей цепи, можно рассчитать по закону Ома:

U = R x I

I = U / R

R = U / I

Подставив значения получим:

I = 10 В / 10 кОм = 0,001 А = 1 мА.

Немного пролили свет на то, что происходит в цепи с подключенным резистором.

Но, так как в схемах используют различные электронные компоненты, реализующие ту или иную логику работы, играясь с напряжениями и токами, то теперь давайте все же реализуем делитель на резисторах, как одного из «ведущих игроков» в этой отрасли.

Для этого последовательно добавим еще один резистор в нашу цепь :

Рис.3 — делитель напряжения на 2 резисторах с одинаковым номиналом.

Рис.3 — делитель напряжения на 2 резисторах с одинаковым номиналом.

Мы подключили резистор с таким же номиналом сопротивления, как и предыдущий резистор.

Резистор подобрали одинаковый, для того, чтобы было проще и наглядней видеть, что происходит с напряжением и проследить зависимости.

Так как номиналы резисторов имеют одинаковое значение, то общее сопротивление цепи, состоящей из двух резисторов соединенных последовательно будет уже 20 кОм = 20000 Ом, так как при последовательном соединении резисторов сопротивление складываются. Сопротивление в 2 раза стало больше, значит ток, стал в два раза меньше, проверим это утверждение по формуле закона Ома:

I = U / R = 10 / 20 = 0,0005 А или 0,5 мА (ток с одним был 1 мА) значит ток действительно стал в 2 раза меньше.

Для того, чтобы найти напряжение в точке соединения двух резисторов, нам нужно общий ток, который идет через оба резистора, по закону Ома умножить на сопротивление того элемента, напряжение на котором нам надо узнать.
Причем напряжение измеряется относительно минуса источника тока.

Для этого мы и рассчитали общий ток в цепи. Берем значение тока, умножаем на значение сопротивления и находим напряжение на выводах второго резистора:

U = R x I = 10 000 Ом x 0.0005А = 5В

Итог, в средней точке у нас напряжение равное 5 В.

Теперь давайте возьмем случай, когда используем разные номиналы резисторов:

Рис.4 — делитель на резисторах с разным номиналом сопротивления

Рис.4 — делитель на резисторах с разным номиналом сопротивления

В той же точке, где два резистора соединяются вместе мы будет иметь другое значение напряжения. В примере из рис.4, когда одно сопротивление равно 10 кОм, а второе 7 кОм мы получим напряжение равное примерно 4,12 В.

Рассчитывается значение напряжения точно так же, как и с 10 кОм выше.

На рис.4 случай с двумя резисторами, а теперь давайте усложним еще больше нашу схему и посмотрим, что будет если мы добавим резисторов в цепь:

Рис. 5 — делитель напряжения на примере разного числа резисторов

Рис. 5 — делитель напряжения на примере разного числа резисторов

На рис.5 можно видеть, как распределяется напряжение в разных ветвях цепи и на каждом элементе в отдельности. Все значения напряжения измеряются от минуса, следовательно занчения сопротивлений тоже считаются от минуса к плюсу.

На рис.5 делитель состоящий из 4 резисторов по 1 кОм увеличивает свое сопротивление от нижнего к верхнему элементу, так как минус источника тока находится снизу.

Я упомянул слово «ветви» цепи, так как у нас уже 3 ветви и 2 узла. Но это уже совсем другая история, относящаяся к графам и затрагивающая очень обширную тему.

Важно понять суть происходящего, а она заключается в том, что у имея на руках источник питания постоянного тока, мы можем используя делитель напряжения на резисторах и получить нужную нам величину напряжения пользуясь лишь законом Ома.

Алгоритм очень прост

Для реализации делителя напряжения на сопротивлениях нужно сделать следующие шаги:

  1. Решить какое напряжение нам необходимо иметь на выходе;
  2. Задаться необходимым значением тока на выходе;
  3. Используя закон Ома найти необходимое значение сопротивлений для заданного тока;

Где и для чего используют делитель напряжения на резисторах описать в рамках той статьи сложно, да и нет необходимости, важно знать, что вся электроника переплетена делителями, как нитями.

Спасибо, что дочитали до конца!

Подписывайте на канал РОБОТИП впереди много интересного!

Делитель напряжения — Основы электроники

Делитель напряжения

это цепь или схема соединения резисторов, применяемая для получения разных напряжений от одного источника питания.

Рассмотрим цепь из двух последовательно соединенных резисторов с разными сопротивлениями (рис. 1).

Рисунок 1. Последовательная цепь есть простейший делитель напряжения.

Согласно закону Ома если приложить к такой цепи напряжение, то падение напряжения на этих резисторах будет тоже разным.

UR1=I*R1;

UR2=I*R2.

Схема, изображенная на рисунке 1, и есть простейший делитель напряжения на резисторах. Обычно делитель напряжения изображают, как это показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Классическая схема делителя напряжения.

Для примера разберем простейший делитель напряжения, изображенный на рисунке 2. В нем R1 = 2 кОм, R2 = 1 кОм и на­пряжение источника питания, оно же и есть входное напряжения делителя Uвх = 30 вольт. Напряжение в точке А равно полному напряжению источника, т. е. 30 вольт. Напряжение Uвых, то есть в точке В равно напряжению на R2.Определим напряжение Uвых.

Общий ток в цепи равен:

(1)

Для нашего примера I=30 В/ (1 кОм + 2 кОм) = 0,01 А = 10 мА.

Напряжение на R2 будет равно:

(2)

Для нашего примера UR2 = 0,01 А*1000 Ом = 10 В.

Выходное напряжение можно вычислить вторым способом, подставив в выражение (2) значение тока (1), тогда получим:

(3)

UR2 = 30 В*1 кОм/(1 кОм + 2 кОм) = 10 В.

Второй способ применим для любого делителя напряжения, состоящего из двух и более резисторов, включенных последовательно. Напряжение в любой точке схемы можно вычислить с помощью калькулятора за один прием, минуя вычисление тока.

Делитель напряжения из двух последовательно включенных резисторов с равными сопротивлениями

Если делитель напряжения состоит из двух одинаковых резисторов, то приложенное напряжение делится на них пополам.

Uвых = Uвх/2

Делитель напряжения из трех последовательно включенных резисторов с равными сопротивлениями

На рисунке 3 изображен делитель напряжения, состоящий из трех одинаковых резисторов сопротивлением в 1 кОм каждый. Вычислим напряжение в точках А и В относительно точки Е.

Рисунок 3. Делитель напряжения из трех резисторов.

Общее сопротивление R= R1+R2+R3 = 1 кОм + 1 кОм + 1 кОм = 3 кОм

Напряжение в точке А относительно точки Е будет равно:

Тгда Ua-e =30 В/(1 кОм + 1 кОм + 1 кОм)*1 кОм = 10 В.

Напряжение в точке В относительно точки Е будет равно:

Тгда Ub-e =30 В/(1 кОм + 1 кОм + 1 кОм)*(1 кОм + 1 кОм) = 20 В.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Коэффициент деления по напряжению. Резистивный делитель напряжения. Расчет делителя напряжения на резисторах

Делители напряжения получили широкое распространение в электронике, потому что именно они позволяют оптимальным образом решать задачи регулировки напряжения. Существуют различные схематичные решения: от простейших, например, в некоторых настенных светильниках, до достаточно сложных, как в платах управления переключением обмоток нормализаторов сетевого напряжения.

Что такое делитель напряжения? Формулировка проста — это устройство, которое в зависимости от коэффициента передачи (настраивается отдельно) регулирует значение выходного напряжения относительно входного.

Раньше на прилавках магазинов часто можно было встретить светильник-бра, рассчитанный на две лампы. Его особенностью являлось то, что сами лампы были рассчитаны на работу с напряжением 127 Вольт. При этом вся система подключалась к бытовой электросети с 220 В и вполне успешно работала. Никаких чудес! Все дело в том, что способ соединения проводников формировал не что иное, как делитель напряжения. Вспомним основы электротехники, а именно потребителей. Как известно, при последовательном способе включения равна, а напряжение изменяется (вспоминаем закон Ома). Поэтому в примере со светильником однотипные лампы включены последовательно, что дает уменьшение питающего их напряжения в два раза (110 В). Также делитель напряжения можно встретить в устройстве, распределяющем сигнал с одной антенны на несколько телевизоров. На самом деле примеров много.

Давайте рассмотрим простейший делитель напряжения на основе двух резисторов R1 и R2. Сопротивления включены последовательно, на свободные выводы подается входное напряжение U. Из средней точки проводника, соединяющего резисторы, есть дополнительный вывод. То есть получается три конца: два — это внешние выводы (между ними полное значение напряжения U), а также средний, формирующий U1 и U2.

Выполним расчет делителя напряжения, воспользовавшись законом Ома. Так как I = U / R, то U является произведением тока на сопротивление. Соответственно, на участке с R1 напряжение составит U1, а для R2 составит U2. Ток при этом равен Учитывая закон для полной цепи, получаем, что питающее U является суммой U1+U2.

Чему же равен ток при данных условиях? Обобщая уравнения, получаем:

I = U / (R1+R2).

Отсюда можно определить значение напряжения (U exit) на выходе делителя (это может быть как U1, так и U2):

U exit = U * R2 / (R1+R2).

Для делителей на регулируемых сопротивлениях существует ряд важных особенностей, которые необходимо учитывать как на этапе расчетов, так и при эксплуатации.

Прежде всего, такие решения нельзя использовать для регулировки напряжения мощных потребителей. Например, таким способом невозможно запитать электродвигатель. Одна из причин — это номиналы самих резисторов. Сопротивления на киловатты если и существуют, то представляют собой массивные устройства, рассеивающие внушительную часть энергии в виде тепла.

Значение сопротивления подключенной нагрузки не должно быть меньше, чем схемы самого делителя, в противном случае всю систему потребуется пересчитывать. В идеальном варианте различие R делителя и R нагрузки должно быть максимально большим. Важно точно подобрать значения R1 и R2, так как завышенные номиналы повлекут за собой излишнее а заниженные будут перегреваться, затрачивая энергию на нагрев.

Рассчитывая делитель, обычно подбирают значение его тока в несколько раз (например, в 10) больше, чем ампераж подключаемой нагрузки. Далее, зная ток и напряжение, вычисляют суммарное сопротивление (R1+R2). Далее по таблицам подбирают ближайшие стандартные значения R1 и R2 (учитывая их допустимую мощность, чтобы избежать чрезмерного нагрева).

В составе делителя напряжения для получения фиксированного значения напряжения используют резисторы. В этом случае выходное напряжение U вых связано с входным U вх (без учета возможного сопротивления нагрузки) следующим соотношением:

U вых = U вх х (R2 / R1 + R2)

Рис. 1. Делитель напряжения

Пример. С помощью резисторного делителя нужно получить на нагрузке сопротивлением 100 кОм напряжение 1 В от источника постоянного напряжения 5 В. Требуемый коэффициент деления напряжения 1/5 = 0,2. Используем делитель, схема которого приведена на рис. 1.

Сопротивление резисторов R1 и R2 должно быть значительно меньше 100 кОм. В этом случае при расчете делителя сопротивление нагрузки можно не учитывать.

Следовательно, R2 / (R1 +R2) R2 = 0,2

R2 = 0 ,2R1 + 0,2R2 .

R1 = 4R2

Поэтому можно выбрать R2 = 1 кОм, R1 — 4 кОм. Сопротивление R1 получим путем последовательного соединения стандартных резисторов 1,8 и 2,2 кОм, выполненных на основе металлической пленки с точностью ±1% (мощностью 0,25 Вт).

Следует помнить, что сам делитель потребляет ток от первичного источника (в данном случае 1 мА) и этот ток будет возрастать с уменьшением сопротивлений резисторов делителя.

Для получения заданного значения напряжения следует применять высокоточные резисторы.

Недостатком простого резисторного делителя напряжения является то, что с изменением сопротивления нагрузки выходное напряжение (U вых) делителя изменяется. Ддя уменьшения влияния нагрузки на U выхнеобходимо выбирать соротивление R2 по крайней мере в 10 раз меньше минимального сопротивления нагрузки.

Важно помнить о том, что с уменьшением сопротивлений резисторов R1 и R2 растет ток, потребляемый от источника входного напряжения. Обычно этот ток не должен превышать 1-10 мА.

Резисторы используются также для того, чтобы заданную долю общего тока направить в соответствующее плечо делителя. Например, в схеме на рис. 2 ток I составляет часть общего тока I вх, определяемую сопротивлениями резисторов Rl и R2, т.е. можно записать, что I вых = I вх х (R1 / R2 + R1)

Пример. Стрелка измерительного прибора отклоняется на всю шкалу в том случае, если постоянный ток в подвижной катушке равен 1 мА. Активное сопротивление обмотки катушки составляет 100 Ом. Рассчитайте сопротивление так, чтобы стрелка прибора максимально отклонялась при входном токе 10 мА (см. рис. 3) .

Рис. 2 Делитель тока

Рис. 3.

Коэффициент деления тока определяется соотношением:

I вых / I вх = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1 , R2 = 100 Ом.

Отсюда,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0 ,9 = 11,1 Ом

Требуемое сопротивление резистора R1 можно получить путем последовательного соединения двух стандартных резисторов сопротивлением 9,1 и 2 Ом, выполненных на основе толстопленочной технологии с точностью ±2% (0,25 Вт). Заметим еще раз, что на рис. 3 сопротивление R2 — это .

Для обеспечения хорошей точности деления токов следует использовать высокоточные (± 1 %) резисторы.

При проектировании электрических цепей возникают случаи, когда необходимо уменьшить величину напряжения (разделить его на несколько частей) и только часть подавать на нагрузку. Для этих целей используют делители напряжения . Они основаны на втором законе Кирхгофа .

Самая простая схема — резистивный делитель напряжения. Последовательно с подключаются два сопротивления R1 и R2.

При последовательном подключении сопротивлений через них протекает одинаковый ток I.

В результате, согласно закону Ома , напряжения на резисторах делится пропорционально их номиналу.

Подключаем нагрузку параллельно к R1 или к R2. В результате на нагрузке будет напряжение равное U R2 .

Примеры применения делителя напряжения

  1. Как делитель напряжения. Представьте, что у Вас есть лампочка, которая может работать только от 6 вольт и есть батарейка на 9 вольт. В этом случае при подключении лампочки к батарейке, лампочка сгорит. Для того, чтобы лампочка работала в номинальном режиме, напряжение 9 В необходимо разделить на 6 и 3 вольта. Данную задачу выполняют простейшие делители напряжения на резисторах.
  2. Датчик параметр — напряжение. Сопротивление резистивных элементов зависит от многих параметров, например температура. Помещаем одно из сопротивлений в среду с изменяющейся температурой. В результате при изменении температуры будет изменяться сопротивление одного из делителей напряжения. Изменяется ток через делитель. Согласно закону Ома входное напряжение перераспределяется между двумя сопротивлениями.
  3. Усилитель напряжения. Делитель напряжения может использоваться для усиления входного напряжения. Это возможно, если динамическое сопротивление одного из элементов делителя отрицательное, например на участке вольт-амперной характеристики туннельного диода.

Ограничения при использовании резистивных делителей напряжения

  • Номинал сопротивлений делителя напряжения на резисторах должен быть в 100 — 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки, подключаемой к делителю. В противном случае сопротивление нагрузки уменьшит величину разделенного делителем напряжения.
  • Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к большим потерям активной мощности . Через делитель протекают большие токи. Необходимо подбирать сопротивления, чтобы они не перегорали и могли рассеять такую величину отдаваемой энергии в окружающую среду.
  • Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины , нагревательные элементы, индукционные печи.
  • Снижение КПД схемы за счет потерь на активных элементах делителя напряжения.
  • Для получения точных результатов в делителе напряжения необходимо использовать прецизионные (высокоточные) сопротивления.

). Можно представить как два участка цепи, называемые плечами , сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Плечо между нулевым потенциалом и средней точкой называют нижним , а другое — верхним . Различают линейные и нелинейные делители напряжения. В линейных выходное напряжение изменяется по линейному закону в зависимости от входного. Такие делители используются для задания потенциалов и рабочих напряжений в различных точках электронных схем. В нелинейных делителях выходное напряжение зависит от коэффициента нелинейно. Нелинейные делители напряжения применяются в функциональных потенциометрах . Сопротивление может быть как активным , так и реактивным .

Резистивный делитель напряжения

Простейший резистивный делитель напряжения представляет собой два последовательно включённых резистора и , подключённых к источнику напряжения . Поскольку резисторы соединены последовательно, то ток через них будет одинаков в соответствии с Первым правилом Кирхгофа . Падение напряжения на каждом резисторе согласно закону Ома будет пропорционально сопротивлению (ток, как было установлено ранее, одинаков):

Для каждого резистора:

Разделив выражение для на выражение для в итоге получаем:
Таким образом, отношение напряжений и в точности равно отношению сопротивлений и .
Используя равенство
, в котором , а
И, выражая из него соотношение для тока:

Получим формулу, связывающую выходное () и входное () напряжение делителя:

Следует обратить внимание, что сопротивление нагрузки делителя напряжения должно быть много больше собственного сопротивления делителя, так, чтобы в расчетах этим сопротивлением, включенным параллельно можно было бы пренебречь. Для выбора конкретных значений сопротивлений на практике, как правило, достаточно следовать следующему алгоритму . Сначала необходимо определить величину тока делителя, работающего при отключенной нагрузке. Этот ток должен быть значительно больше тока (обычно принимают превышение от 10 раз по величине), потребляемого нагрузкой, но, однако, при этом указанный ток не должен создавать излишнюю нагрузку на источник напряжения . Исходя из величины тока, по закону Ома определяют значение суммарного сопротивления . Остается только взять конкретные значения сопротивлений из стандартного ряда , отношение величин которых близко́ требуемому отношению напряжений, а сумма величин близка расчетной. При расчете реального делителя необходимо учитывать температурный коэффициент сопротивления , допуски на номинальные значения сопротивлений, диапазон изменения входного напряжения и возможные изменения свойств нагрузки делителя, а также максимальную рассеиваемую мощность резисторов — она должна превышать выделяемую на них мощность , где — ток источника при отключенной нагрузке (в этом случае через резисторы течет максимально возможный ток) .

Применение

Делитель напряжения имеет важное значение в схемотехнике. В качестве реактивного делителя напряжения как пример можно привести простейший электрический фильтр , а в качестве нелинейного — параметрический стабилизатор напряжения .

Делители напряжения использовались как электромеханическое запоминающее устройство в АВМ . В таких устройствах запоминаемым величинам соответствуют углы поворота реостатов. Подобные устройства могут неограниченное время хранить информацию.

Усилитель напряжения

Делитель напряжения может использоваться для усиления входного напряжения — это возможно, если , а — отрицательно, например как на участке вольт-амперной характеристики туннельного диода

Ограничения в применении резистивных делителей напряжения

  • Номинал сопротивлений делителя должен быть в 100 — 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки.
  • Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к возникновению больших токов в делителе. Снижается КПД схемы из-за нагрева сопротивлений.
  • Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины, нагревательные элементы.

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 11282-93 (МЭК 524-75) — Резистивные делители напряжения постоянного тока

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Делитель напряжения» в других словарях:

    делитель напряжения — делитель напряжения Преобразующее устройство, состоящее из плеч высокого и низкого напряжения, таких, что напряжение входа прикладывается ко всему устройству, а напряжение выхода снимается с плеча низкого напряжения. [МЭС… … Справочник технического переводчика

    Большой Энциклопедический словарь

    Устройство, позволяющее снимать (использовать) только часть имеющегося постоянного или переменного напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Используется в радио и… … Энциклопедический словарь

    делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель напряжения, m pranc. diviseur de tension, m … Automatikos terminų žodynas

    делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель… …

    делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, sudarytas iš rezistorių, induktyvumo ričių, kondensatorių, transformatorių arba iš šių elementų derinio taip, kad tarp dviejų šio įtaiso taškų susidarytų… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis chemija apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider rus. делитель напряжения … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель напряжения, m pranc. diviseur de tension, m … Fizikos terminų žodynas

    Электротехническое устройство для деления напряжения постоянного или переменное тока на части. Любой Д. н. состоит из активных или реактивных электрических сопротивлений. Обычно Д. н. применяют для измерения напряжения. При низких… … Большая советская энциклопедия

    Электротехническое устройство, позволяющее снимать (использовать) только часть имеющегося постоянного или переменного напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. При… … Энциклопедия техники

Устройство, в котором входное и выходное напряжение связаны коэффициентом передачи. Делитель можно представить, как два участка цепи, называемые плечами, сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Чаще всего делитель напряжения строится из двух резисторов. Такой делитель называют резисторным. Каждый резистор в таком делителе называют плечом. Плечо соединённое с землёй называют нижним, то что соединено с плюсом — верхним. Точка соединения двух резисторов называется средним плечом или средней точкой. Если говорить совсем упрощённо, то можно представить среднее плечо, как бассейн. Делитель напряжения позволяет нам управлять двумя «шлюзами», «сливая» напряжение в землю (уменьшая сопротивление нижнего плеча) или «подливая» напряжения в бассейн (уменьшая сопротивление верхнего плеча). Таким образом, делитель может использоваться для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть.

Принципиальная схема делителя напряжения

В рассматриваемом примере на вход (Uвх) подаётся напряжение 9В. Предположим, нам нужно получить на выходе (Uвых) 5В. Каким образом расчитать резисторы для делителя напряжения?

Расчёт делителя напряжения

Многие сталкиваются с тем, что не существует формул для расчёта сопротивлений в делителе. На самом деле, такие формулы легко вывести. Но обо всё по порядку. Для наглядности, начнём расчёт с конца, т.е. расчитаем напряжение на выходе, зная номиналы резисторов.

Ток, протекающий через R1 и R2 одинаков, пока к среднему плечу (Uвых) ничего не подключено. Общее сопротивление резисторов при последовательном соединении равняется сумме их сопротивлений:

Rобщ = R1 + R2 = 400 + 500 = 900 Ом

По закону Ома находим силу тока, протекающего через резисторы:

I = Uвх / Rобщ = 9В / 900 Ом = 0.01 А = 10 мА

Теперь, когда нам известен ток в нижнем плече (ток, проходящий через R2), раcчитаем напряжение в нижнем плече (Опять закон Ома):

Uвых = I * R2 = 0.01А * 500 Ом = 5В

Или упрощая цепочку вычислений:

Uвых = Uвх * (R2 / (R1+R2))

Применив немного математики и прочих знаний, сдобрив всё законом Ома, можно получить следующие формулы:

R1 = (Uвх-Uвых)/Iд+Iн

R2 = Uвых / Iд

Здесь и — ток делителя и ток нагрузки соответственно. В общем случае, не нужно даже знать, что это за токи такие. Можно просто принять их равными = 0.01 А (10 мА), а = 0. То есть рассматривать делитель без нагрузки. Это приемлемо до тех пор, пока мы используем делитель только для измерений напряжения (а во всех примерах в нашей базе знаний он именно так и используется). Тогда формулы упростятся:

R1 = (Uвх-Uвых) * 100

R2 = Uвых * 100

P.S. Это совсем не важно, но обратите внимание: 100 — это не физическая величина. После принятия условия, что у нас всегда равен 0.01 А, это просто коэффициент, получившийся при переносе 0.01 в числитель.

Проверяем:

Входящее напряжение у нас 9 вольт, хотим получить 5 вольт на выходе. Подставляем значения в формулу, получаем:

R1 = (9-5) * 100 = 400 Ом

R2 = 5 * 100 = 500 Ом

Всё сходится!

Применение делителя напряжений

В основном делитель напряжения используется там, где нужно измерить изменяющееся сопротивление. На этом принципе основано считывание значений с фоторезистора: фоторезистор включается в делитель в качестве одного плеча. Второе плечо представляет собой постоянный резистор. Аналогичным образом можно считывать показания терморезистора.

на резисторах, как рассчитать, схемы, примеры

В электронике и сложных электрических цепях часто требуется деление входящего напряжения. Для этих целей в схему вносится устройство, которое называется делитель. Статья даст описание, что такое делитель напряжения, для чего нужен этот элемент и где он применяется. Будут приведены различные варианты этого устройства, формулы, а так же способы расчета его параметров.

Определение

Делитель электрического напряжения — это схема из комбинации электронных компонентов, необходимая для разделения действующего входящего напряжения на части и для дальнейшей передачи этих частей к разным участкам схемы. Его используют очень часто в усилителях различного предназначения.

Делители напряжения могут быть построены с использованием различных элементов. В их роли могут выступать резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. Независимо из каких компонентов построено устройство, оно состоит из 2 основных частей:

  1. Верхнее плечо. Оно включает в себя участок с положительным значением и точкой подключения к следующему участку цепи.
  2. Нижнее плечо. Оно состоит из участка с нулем, является средней точкой цепи.

Оба плеча имеют строго последовательное соединение. Сумма напряжений их выходов равна общему входящему значению за вычетом небольшой величины рассеивания.

Делитель на резисторах

Чтобы понять, как работает делитель напряжения, необходимо рассмотреть этот простой элемент, построенный с использованием резисторов. Такое устройство может использоваться для деления переменного или постоянного тока. Простейший прибор состоит из 2 резисторов с последовательным соединением. Принцип работы будет следующим:

  1. На контакты «U» подается ток от источника, определенной величины.
  2. При условии, если резисторы равны по своему сопротивлению, на выходе «U1» и «U2» напряжение будет разделено пополам, а их сумма будет равна величине входящего напряжения.

Первоначальный расчет величины делается с использованием выражения: U=I·R.

В таких устройствах основную роль играет всем нам известный закон Ома. Согласно ему, должно сохраняться условие, при котором снижение напряжения имеет прямую пропорциональность величине сопротивления резисторов.

Принимая во внимание первый закон Кирхгофа, входящая величина напряжения будет равна величине токов, протекающих через резисторы. Ниже приведена схема резисторного делителя напряжения.

Определить величину падения напряжения на каждом резисторе можно по формулам, которые представлены ниже:

Отсюда можно сделать вывод о величине на обоих концах цепи:

Далее можно определить значение тока в цепи, используя выражение:

Значение напряжения на каждом резисторе вычисляется по отдельным формулам:

Если резистивный делитель напряжения состоит из резисторов с разными сопротивлениями, выражение поможет рассчитать величину для каждого элемента отдельно. Для примера можно выполнить следующее вычисление:

  1. U=50 В.
  2. Сопротивление резистора R1=5 кОм.
  3. Сопротивление резистора R2=5 кОм.
  4. Необходимо найти величину напряжения на выходах U1, U2.

Для начала необходимо найти силу тока, протекающего по данной цепи: I=50/(5000+5000)=0.005 А=5 мА.

Далее можно узнать величину падения напряжения для каждого резистора по формуле: U1=0.005×5000=25 вольт.

Так как оба резистора имеют одинаковое сопротивление, выходная величина «U2» также равна 25 В. Теперь проведем простой расчет с разными значениями сопротивлений.

  1. U=50 В.
  2. R1=5 кОм.
  3. R2=3 кОм.

Сначала найдем силу тока: I=50/(5000+3000)=0.00625 А=6.25 мА.

Далее отдельно вычислим значение падения напряжения:

  1. U1=0.00625×5000=31.25 В.
  2. U2=0.00625×3000=18.75 В.

Рассчитанная величина имеет коэффициент рассеивания, который равен 2 вольта, поэтому точные значения как в примере увидеть не получится.

Благодаря данным формулам можно рассчитать любой неизвестный параметр делителя, но также необходимо помнить, что входной ток делителя должен быть минимум в 10 раз больше тока нагрузки и меньше максимального тока источника. Например, с нагрузкой в 20 мА, входящий ток должен быть больше 200 мА и источник рассчитан на такой же ток или больше. Поэтому не часто можно встретить делитель в схемах с большой нагрузкой.

Резисторный делитель электрического напряжения страдает от потерь, связанных с рассеиванием. Это связано с тем, что резисторы при работе нагреваются и часть тока при этом просто преобразуется в тепловую энергию.

Делитель на конденсаторах

Делитель электрического напряжения на конденсаторах может использоваться только в цепях переменного тока. Конденсаторы используются, как емкостные реактивные сопротивления.

В делителях конденсаторного типа должно сохраняться правило зависимости сопротивления от частоты и емкости самих конденсаторов. Если используется ёмкостный делитель, то расчет сопротивления конденсатора делается с помощью формулы:

Данная формула состоит из следующих значений:

  1. Xc — реактивное сопротивление;
  2. π — число пи, которое равно 3.1415;
  3. f — частота тока, Гц;
  4. С — емкость, Фарад;

Для подобных схем должно сохраняться условие: сопротивление всегда меньше емкости. Исходя из этого, можно сделать вывод, что чем больше ёмкостные характеристики конденсатора, тем меньше степень падения напряжения. Расчет выходящего напряжения с двумя конденсаторами можно сделать следующим образом:

UС1 = Uпит.×С2/(С1+С2)

Конденсаторный тип устройств более устойчивый, чем делитель напряжения на резисторах. При его работе прослеживается практически нулевая потеря при рассеивании. Причина этого эффекта в качестве и составе самого диэлектрика.

Дополнение схем

При создании схем УНЧ, инженерам необходимо занижение высоковольтного значения тока для обеспечения нормальной работы транзистора. Справится с этой задачей помогает делитель. Например, такое резисторное устройство используется для питания базового контакта транзистора. Таким образом создается обратная отрицательная связь по электрическому току, которая возникает благодаря наличию резистора R3. Схема усилителя каскада по схеме с ОЭ представлена на рисунке ниже.

При проектировании стабилизаторов используется стабилитрон, как часть балансного делителя. Такая схема помогает снизить нагрузку на устройство, значительно выровнять выходной ток. Стабилитрон, как и диод работает на пробой, если обратный ток достигает определенной величины.

Основное отличие заключается в том, что при повышении порогового значения, в стабилитроне не происходит теплового, электрического пробоя из-за линейной разности потенциалов.

Заключение

В статье была дана информация, как произвести расчет делителя напряжения, описаны разновидности этих устройств, формулы расчета. Зная, зачем используется делитель, можно применять это устройство для создания простых и сложных электронных схем с занижением напряжения до необходимых значений.

Видео по теме

Схема делителя тока | Текущий раздел: уравнения, проблемы, 10+ важных часто задаваемых вопросов

Схема делителя тока

          Кредит изображения: «Резисторный браслет» by Дванзуйлеком под лицензией CC BY-SA 2.0

Содержание: Схема делителя тока | Текущий дивизион

Что такое деление тока и напряжения?

Делитель напряжения и тока

Разделение тока и напряжения — это реальные примеры законов Кирхгофа. Деление тока происходит в параллельной цепи, а деление напряжения происходит в последовательной цепи.

Каковы правила делителя тока и правила делителя напряжения?

Текущее правило делителя | Текущий закон о делителе

Что такое текущий делитель?

Правило делителя тока является практическим применением текущего закона Кирхгофа. В нем говорится, что

В схеме с параллельной комбинацией резисторов ток делится на все ветви с одинаковым напряжением на них. Таким образом, параллельная цепь действует как делитель тока.

Что такое делитель напряжения с источником тока?

Делитель напряжения тока

Делитель напряжения с источником тока делит питающее напряжение на сопротивления. Падение напряжения на любом резисторе — это произведение сопротивлений на величину тока в схеме.

Пример схемы делителя токаimage1

Возьмем схему с источником постоянного напряжения V вольт и двумя резисторами R1 и R2, подключенные параллельно. Полный ток в цепи равен i, ток через R1 это я1, а R2 это я2.

Что такое текущая теория делителей | Текущее определение правила делителя | Текущее определение делителя?

Текущая теорема о делителе | Принцип делителя тока

Правило делителя тока гласит, что ток в любой ветви параллельной цепи равен полному току в цепи, умноженному на отношение сопротивления противоположной ветви к общему сопротивлению цепи.

Вывод текущего правила делителя | Вывод формулы

Делитель тока параллельно

На рисунке 1 мы видим два параллельно соединенных сопротивления R1 и R2, соединены с постоянным напряжением V, и токи через них равны i1 и я2, Соответственно.

Эквивалентное сопротивление цепи равно

Теперь мы знаем, что напряжение на обеих ветвях равно V, поскольку это параллельная цепь.

Общий ток,

Согласно закону Ома,

Кроме того,

Следовательно,

Или,

Итак, общий ток,

Следовательно,

Кроме того,

Что такое формула делителя напряжения и тока?

Текущая формула правила делителя

Согласно правилу текущего делителя,

Ток через любой резистор = общий ток сети x сопротивление другого резистора / эквивалентное сопротивление цепи.

Правило делителя напряжения

Согласно правилу делителя напряжения,

Падение напряжения на любом резисторе = общий ток сети x сопротивление этого резистора.

Текущее уравнение делителя | Вывести уравнение делителя тока

Для приведенной выше схемы мы видим, что сопротивления R1, R2, R3и RX соединены параллельно. К этой комбинации добавляется источник напряжения, и ток IT протекает по контуру. Эквивалентное сопротивление R1, R2и R3 обозначается как RT, и если ток через резистор RX яX, можно сказать, что

Какое правило делителя тока для 2 параллельно соединенных резисторов?

Делитель тока параллельной цепи | Формула делителя тока для параллельной цепи

Два резистора R1 и R2, соединены параллельно с источником постоянного тока V. Если токи i1 и я2 протекают через них, и общий ток равен I, тогда

Какое правило делителя тока для 3 резисторов параллельно?

Правило делителя тока для 3 резисторов

Три резистора R1, R2и R3, подключены параллельно источнику напряжения V. Суммарный ток в цепи IT и токи ответвления i1, то2, и я3, соответственно. Следовательно,

Эквивалентное сопротивление,

 

Ток в делителе напряжения

Поскольку делители напряжения представляют собой последовательные цепи, ток через все резисторы или элементы полного сопротивления одинаков. С помощью полного тока строится правило делителя напряжения. Падение напряжения на любом резисторе равно общему току, умноженному на сопротивление резистора, присутствующего в схеме.

Текущие приложения делителя | Текущие примеры делителей
  • Основная цель использования токового деления — снизить сложность решения для тока в любой цепи. Он делит ток на мелкие составляющие.
  • Деление тока используется для защиты цепей от перегрева. Поскольку он делит общий ток на доли, генерируются небольшие составляющие тока, и предотвращается большой ток. Это обеспечивает меньшее рассеивание тепла и предохраняет цепи от повреждений.

Делитель напряжения высокого тока

Делитель напряжения, который может выдавать большой ток, сложно построить с помощью традиционной резисторной сети. В этом случае может пригодиться импульсный стабилизатор или конструкция понижающего преобразователя. При использовании понижающего преобразователя его опорное напряжение можно заменить делителем, полученным от входящего источника питания.

Последовательный делитель напряжения с параллельным током нагрузки

Если сопротивление нагрузки подключено параллельно к делителю напряжения, общее эквивалентное сопротивление уменьшается. Поэтому ток в цепи увеличивается, а напряжение на выходе делителя падает.

Делитель переменного тока

Цепи переменного тока работают так же, как и постоянного тока. Просто импедансы должны быть записаны с их векторными представлениями с использованием комплексной величины j.

Импеданс делителя тока

Если мы обобщим уравнение резистивной сети для других элементов, кроме сопротивления,

Где яT — полный ток, IX — ток через конкретную ветвь, ZT — эквивалентный импеданс цепи, а ZX — полное сопротивление этой ветви.

Чтобы узнать о последовательных и параллельных индукторах нажмите сюда

Как использовать текущее правило делителя? Как применить текущее правило делителя? | Как разделить ток в параллельной цепи?

Текущий метод делителя

Текущее деление рассчитывается в следующих шагах:

  • Сначала найдите эквивалентное сопротивление RT остальных элементов схемы, кроме того, для которого необходимо рассчитать ток (RX)
  • Вычислите долю этого RT и RT + RX
  • Умножение этой величины на общий ток даст желаемый ток ветви IX.

В чем разница между делителем напряжения и делителем тока?

Делитель напряжения и делитель тока | Делитель тока против делителя напряжения
Текущий делительДелитель напряжения
Он построен по параллельным цепям.Он построен по последовательным цепям.
Измеряются значения тока через резисторы.Измеряются значения падения напряжения на резисторах.
Напряжения на всех резисторах равны, токи различаются.Токи во всех резисторах равны, напряжения различаются.

Делитель слаботочного напряжения

Схемы делителей напряжения с малым или почти нулевым током могут быть использованы для создания переключателей с дополнительным транзистором.

Ограничение тока делителя напряжения

Для делителя напряжения нет определенного ограничения по току. Однако наблюдаемые значения показывают, что токи более 1 А можно рассматривать как высокие для делителей напряжения.

Текущие проблемы делителя с решениями

Делитель тока и напряжения

Q. Два импеданса, Z1 = 2 + j5 и Z2 = 5 + j2, включены в параллельную цепь. Полный ток, I = 10 ампер. Используя деление тока, найдите токи через отдельные импедансы.

Мы знаем,

следовательно, я1 = 10 x (5 + j2) / 2 + j5 + 5 + j2 = 5 (7-j3) / 7 ампер

I2 = I — I1 = 10-5 (7-j3) / 7 = 5 (7 + j3) / 7 ампер

Примеры делителей тока и напряжения | проблемы с делителем тока и напряжения

В. Три резистора на 6 Ом, 12 Ом и 18 Ом подключены последовательно с напряжением питания постоянного тока 54 В, а затем рассчитывают падение напряжения на всех резисторах.

Правило делителя напряжения гласит, что падение напряжения на любом резисторе в последовательной цепи = сопротивление этого резистора x ток.

Теперь эквивалентное сопротивление цепи = 6 + 12 + 18 = 36 Ом.

Итак, чистый ток в цепи = 54/36 = 1.5 А

Следовательно, падение напряжения на резисторе 6 Ом = 1.5 x 6 = 9 Вольт.

падение напряжения на резисторе 12 Ом = 1.5 x 12 = 18 Вольт

падение напряжения на резисторе 18 Ом = 1.5 x 18 = 27 Вольт

Текущие проблемы с примером правила делителя | Текущие проблемы с образцом делителя

Q. 4 резистора с сопротивлением 5 Ом, 10 Ом, 15 Ом и 20 Ом подключены параллельно источнику напряжения. Полный ток в цепи составляет 5 А, затем вычислите ток через резистор 10 Ом.

Эквивалентное сопротивление цепи = 5 х 10 х 15 х 20 / (50 + 75 + 100 + 150 + 200 + 300) = 17.14 Ом

Следовательно, ток через резистор 10 Ом = 5 x 17.14 / 10 = 8.57 А

В. Два резистора 10 Ом и 20 Ом подключаются параллельно к источнику постоянного тока 200 В, затем вычисляют ток через резистор 20 Ом.

Чистое сопротивление в цепи = 10 x 20/30 = 20/3 Ом

Суммарный ток в цепи = 200 / (20/3) = 30 А

Таким образом, ток через резистор 20 Ом = (20/3) / 20 x 30 = 10 А

Q. Для сети с n сопротивлениями, показанными ниже, R1 = R2 = R3 = ……… = Rn = R. Найти ток, проходящий через Rn.

Эквивалентное сопротивление цепи,

Мы знаем, что полный ток в цепи равен I

Следовательно, ток через Rn = (R / n) / R x I = I / n

Часто задаваемые вопросы | Короткие заметки | FAQs

Q. Как мы можем рассчитать текущее деление?

Деление тока происходит по параллельной цепи. Питающий ток разделяется на параллельно соединенные ветви. Напряжение на всех резисторах ответвления равно приложенному напряжению. Текущее деление рассчитывается с помощью закона Ома и закона Кирхгофа. Разделенный ток в одной ветви — это произведение общего тока и отношения сопротивления другой ветви к сумме всех сопротивлений.

В. В каком состоянии применимо текущее правило делителя?

Правило делителя тока применимо к любой цепи, в которой сопротивление или другие параметры импеданса соединены параллельно.

В. В чем преимущество применения правила делителя тока в параллельной схеме?

Основная причина использования правила делителя тока в параллельных цепях — облегчить решение проблем. В параллельной цепи ток разделяется на ветви, поэтому расчет тока через ветви становится менее трудоемким, если известен общий ток.

В. Действующее правило разделения не подчиняется закону Ома?

Правило делителя тока основано на самом законе Ома. Основное понятие закона Ома используется для расчета разделенных токов.

В. Назовите разницу между делителем напряжения и делителем тока?

Основное отличие делителя напряжения от делителя тока — это схема работы. Правило делителя напряжения применяется в последовательных цепях, тогда как правило делителя тока используется в параллельной цепи.

В. Когда мы можем применить делитель напряжения и правило делителя тока?

В последовательной цепи правило делителя напряжения используется для расчета падения напряжения на резисторах. В параллельной схеме для расчета токов ответвления используется правило делителя тока.

В. Что такое делители напряжения?

Делители напряжения представляют собой линейные цепи, в которых выходное напряжение получается из доли входного напряжения. Самый распространенный пример напряжения — потенциометр.

В. Как использовать реостат, чтобы он работал как делитель потенциала и ограничитель тока?

Реостат можно использовать как большой переменный резистор. Он имеет три вывода, два на концах и один подвижный контакт. Путем добавления источников напряжения к конечным выводам получается напряжение на другом выводе. Таким образом, реостат работает как делитель потенциала, а клеммы — как ограничители тока.

В. Каковы преимущества делителя напряжения?

Делитель напряжения помогает получить падение напряжения на компонентах из-за большого напряжения питания.

В. Как рассчитать величину тока, проходящего через резистор R1 в цепи?

Ток через резистор R1 — это общий ток, умноженный на другое сопротивление, деленное на сумму всех сопротивлений в цепи.

В. Почему нельзя использовать метод делителя напряжения для получения постоянного тока?

Напряжение питания в цепи постоянно колеблется. Таким образом, мы не можем получить постоянный ток.

В. Три параллельные ветви с сопротивлениями подключены к постоянному напряжению. Каким было бы отношение токов ответвления I1, Я2, И я3 если коэффициент сопротивления ответвления R1: Р2 : Р3 = 2: 4: 6?

Предположим, что R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом и R3 = 6 Ом

Эквивалентное сопротивление цепи = 2x x 4x x 6x / 8 × 2 + 24 × 2 + 12 × 2 = 12x / 11 Ом

следовательно, я1 = I x 12x / 11 / (2x) = 6I / 11 А

I2 = I x 12x / 11 / (4x) = 3I / 11 А

I3 = I x 12x / 11 / (6x) = 2I / 11 А

Так что я1 : Я2 : Я3 = 6: 3: 2

В. Можем ли мы применить правило делителя напряжения в цепи переменного тока?

Правило делителя напряжения в равной степени применимо для расчетов цепей переменного тока, но только если используется представление вектора, включающее мнимую величину ‘j’.

В. Как получить нулевое выходное напряжение с помощью делителя потенциала?

Нулевое выходное напряжение может быть достигнуто путем включения потенциометра последовательно с сопротивлением. Когда эта комбинация находится под напряжением питания, конечный вывод и средний вывод потенциометра выбирают выходной сигнал. Когда клемма ползунка находится на одном конце, напряжение равно нулю.

В. В последовательной RC-цепи напряжение на конденсаторе и резисторе составляет 60 В и 80 В, тогда каково будет общее напряжение в схеме?

При простом применении правила делителя напряжения общее напряжение представляет собой сумму напряжений на резисторах и конденсаторах, поэтому общее напряжение = VR+VC= 60 + 80 = 140 В.

В. Текущий поток делится между разными ветвями в __.

Ответом будет параллельная схема.

В. Влияет ли делитель напряжения на ток?

Делитель напряжения представляет собой не что иное, как параллельную схему, не влияет на общий ток схемы. Однако значения тока ответвления различаются в зависимости от импеданса ответвления.

В. Делится ли ток в параллельной цепи?

По правилу деления тока можно сказать, что параллельные цепи разделяют ток, протекающий по ним.

Для получения дополнительной статьи нажмите здесь.

О Kaushikee Banerjee

Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями. Мой интерес заключается в изучении передовых технологий. Я с энтузиазмом учусь и возюсь с электроникой с открытым исходным кодом.
LinkedIn ID — https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

Калькулятор делителя напряжения

Некоторым из вас может быть интересно, почему люди измеряют неизвестное сопротивление с помощью делителя напряжения, когда они могут просто прочитать значение силы тока, протекающей через резистор при приложении внешнего напряжения — простой закон Ома. Ну, в общем, для этих методов не должно быть существенной разницы, но мы должны знать, что сопротивление подавляющего большинства материалов зависит от температуры . Хуже того, эти зависимости различны для металлов, полупроводников или изоляторов.

Принимая во внимание металлы, их сопротивление увеличивается с повышением температуры, поэтому для определения сопротивления при какой-либо стандартной температуре, например, T = 25°C , мы должны найти тепловой коэффициент (TCR) материала. Это требует точного измерения температуры окружающей среды и выполнения некоторых расчетов, при этом надеясь, что за это время не было допущено никакой ошибки. Однако мы можем сделать гораздо проще! Как вы уже догадались, можно использовать простой делитель напряжения!

В базовой версии у нас два резистора, и если они сделаны из одного материала, то значит их температурные зависимости сопротивления примерно одинаковые .Как бы ни была велика разница температур, эти сопротивления изменяются примерно на один и тот же процент, скажем, на 5% на каждые 20°С. Но, , поскольку в общем случае формула делителя напряжения имеет отношение импедансов, любое относительное изменение будет отменено, а выходное напряжение должно быть независимым от температуры (или, по крайней мере, его влияние должно быть значительно уменьшено). Более того, если мы посмотрим на уравнение из предыдущего раздела, то получим такое же значение сопротивления, как и первое при заданной температуре – никаких дальнейших расчетов не требуется!

Во-вторых, делители напряжения удобно использовать при проектировании некоторых сложных электрических схем.Вместо использования нескольких отдельных источников напряжения, каждый из которых создает в системе различный потенциал, мы можем реализовать один источник и применить столько делителей напряжения, сколько нам нужно.

С другой стороны, мы должны учитывать тот факт, что чем длиннее провода в нашей цепи, тем больше вероятность падения напряжения. Ну, это далеко не так для длинных промышленных кабелей, но тем не менее, если нам нужно провести какие-то действительно точные измерения, этот фактор следует принять во внимание и в идеале максимально уменьшить.

Калькулятор делителя напряжения-Apogeeweb

Часто задаваемые вопросы

 

1. Как рассчитать делитель напряжения?

Формулировка правила проста: Правило деления напряжения: Напряжение делится между двумя последовательными резисторами прямо пропорционально их сопротивлению. −v(t)+v1(t)+v2(t)=0→v(t)=v1(t)+v2. v(t)=R1i(t)+R2i(t)=(R1+R2)i(t).

 

2. Как выбрать резистор делителя напряжения?

Вот очень грубое эмпирическое правило: ток, протекающий через два резистора (при отсутствии входного тока), должен быть в 10-1000 раз больше, чем входной ток.Чем больше ток протекает через эти резисторы, тем меньше входной ток будет влиять на ситуацию.

 

3. Делитель напряжения подключен параллельно?

Параллельную цепь часто называют делителем тока за ее способность пропорционировать или делить общий ток на дробные части. Опять же, должно быть очевидно, что ток через каждый резистор связан с его сопротивлением, учитывая, что напряжение на всех резисторах одинаково.

 

4.Для чего используется делитель напряжения?

Резисторные делители напряжения обычно используются для создания опорных напряжений или для уменьшения величины напряжения, чтобы его можно было измерить, а также могут использоваться в качестве аттенюаторов сигналов на низких частотах.

 

5. Как рассчитать выходное напряжение?

Формула: V = I x R, где V — напряжение, измеренное в вольтах, I — сила тока, измеренная в амперах или силе тока, а R — сопротивление, измеренное в омах.

 

6.Как работает делитель напряжения?

Делитель напряжения представляет собой простую схему, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Используя всего два последовательных резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, которое составляет часть входного. Делители напряжения являются одними из самых фундаментальных схем в электронике.

 

7. Что такое правило делителя напряжения и тока?

Цепи делителя тока имеют две или более параллельных ветвей для протекания тока, но напряжение одинаково для всех компонентов в параллельной цепи.Цепи делителя тока — это параллельные цепи, в которых ток источника или питания делится на несколько параллельных путей.

 

8. В чем разница между потенциометром и делителем напряжения?

Делитель потенциала также называется резистивным делителем, напряжение делится пропорционально между цепочкой последовательно соединенных резисторов. Его можно сформировать с помощью N отводов и нескольких (N+1) постоянных резисторов, но в природе существует гораздо больше его реализаций.

Короче говоря, потенциометр — это компонент, внутри которого используется схема делителя потенциала. Следовательно, все потенциометры, используемые для получения переменного напряжения, можно назвать делителями напряжения, но все делители напряжения не являются потенциометрами.

 

9. Как рассчитать делитель потенциала?

Разделитель потенциалов

Вин = п.д. поставляемый клеткой.

Vвых = p.d. через интересующий резистор.

R1 = сопротивление интересующего резистора R1

R2= сопротивление резистора R2

 

10.Как работает делитель потенциала?

Делитель потенциала представляет собой простую схему, в которой используется способ падения напряжения на последовательных резисторах. Это очень полезная и распространенная схема, которая широко используется в нашем ассортименте электронных наборов. Идея состоит в том, что, используя последовательно два резистора, можно разделить напряжение и создать между ними разное напряжение.

 

11. Зачем использовать делитель напряжения?

Делитель напряжения можно использовать для уменьшения очень высокого напряжения, чтобы его можно было измерить вольтметром.Высокое напряжение подается на делитель, и выход делителя, который выдает более низкое напряжение, которое находится в пределах входного диапазона измерителя, измеряется измерителем.

 

12. Как собрать делитель напряжения?

 

13. Что такое схема умножителя напряжения?

Умножитель напряжения представляет собой схему диодного выпрямителя, которая может создавать выходное напряжение, во много раз превышающее приложенное входное напряжение. В руководстве по выпрямителям мы видели, что выходное напряжение постоянного тока, которым управляет выпрямитель, имеет значение ниже входного напряжения сети.

 

14. Что такое смещение делителя напряжения?

Смещение делителя напряжения, также известное как смещение делителя напряжения, представляет собой метод, используемый для смещения постоянного тока биполярных транзисторов (BJT) в простой схеме усилителя.

 

15. Почему смещение делителя напряжения называется самосмещением?

Причина, по которой его называют самосмещенным, не очень очевидна, за исключением того факта, что резистор, подключенный к эмиттерному выводу транзистора, способствует стабильности смещения.

 

16. Что такое правило делителя напряжения?

Правило делителя напряжения используется для решения схем для упрощения решения. Применение этого правила также может полностью решить простые схемы. Основная идея этого правила делителя напряжения заключается в том, что «напряжение делится между двумя резисторами, которые соединены последовательно, прямо пропорционально их сопротивлению.

 

17. Какие бывают умножители напряжения?

Умножители напряжения подразделяются на четыре типа:

Двухполупериодный удвоитель напряжения.

Двухполупериодный удвоитель напряжения.

Утроитель напряжения.

Напряжение увеличено в четыре раза.

 

18. Как построить умножитель напряжения в цепи?

 

19. Может ли потенциометр работать как делитель напряжения?

Да. Потенциометр представляет собой переменный резистор, который можно использовать для создания регулируемого делителя напряжения.

 

20. Почему смещение делителя напряжения более стабильно, чем фиксированное смещение?

Смещение делителя напряжения для транзистора не зависит от бета транзистора, в то время как фиксированное смещение зависит от бета.

Можно показать, что смещение делителя напряжения (тот, который используется в Н-образной схеме смещения, используемой вокруг биполярных транзисторов, работающих как почти линейные усилители) создает петлю, демонстрирующую свойства отрицательной обратной связи, которые помогают точке смещения быть почти независимой от тока транзистора. усиление, hFE или βF. Это хорошее свойство, так как у обычных транзисторов этот параметр может варьироваться иногда в диапазоне 1:3 от устройства к устройству.

 

Принцип разделения резисторов по напряжению последовательно

 

В последовательной цепи распределение напряжения пропорционально величине сопротивления, то есть чем больше сопротивление, тем больше распределяется напряжение; наоборот, чем меньше сопротивление, тем меньше распределяется напряжение.

 

В последовательной цепи напряжение на проводниках пропорционально их сопротивлению.

 

По I1=I2,

 

U1/R1=U2/R2 равно

Объяснение цепи делителя напряжения:

 

Этот видеоурок по физике представляет собой базовое введение в схемы делителя напряжения. Он обеспечивает простую формулу для расчета напряжения на резисторе в последовательной цепи с двумя резисторами, включенными последовательно с батареей.он содержит множество примеров и практических задач. В нем обсуждается влияние на выходное напряжение схемы делителя напряжения, когда нагрузочный резистор подключен параллельно резистору R2. В нем обсуждается, как разработать схему делителя напряжения для удовлетворения определенных требований.

 

Резистор в серии и В Делитель напряжения

n резисторов соединены последовательно, напряжение, полученное на k-м резисторе:

В заключение:

 

① В последовательной цепи общее сопротивление равно сумме сопротивлений дополнительных резисторов.

 

②Напряжению на каждом резисторе присваивается общее напряжение в соответствии с отношением его сопротивления к общему сопротивлению.

 

Расчет мощности цепи последовательного сопротивления:

Инструменты поиска оптимальных резисторов

Эта страница представляет собой веб-приложение для проектирования цепей резисторов. Используйте эту утилиту, чтобы найти оптимальный набор резисторов для цепи резисторов из последовательности резисторов.

Пример расчета

Делитель напряжения

В1 (входное напряжение)
В2 (требуемое выходное напряжение)
Выберите последовательность резисторов: E6E12E24E48E96E192

Делитель напряжения2

: V
V1 (входное напряжение) : V
V2 (желаемое выходное напряжение) : V
V3 (желаемое выходное напряжение) : V
Выберите последовательность резисторов: E6E12E24E48E96E192

Параллельно и последовательно из двух резисторов

Эквивалентное сопротивление Ra Параллельно Ряд
Выберите последовательность резисторов: E6E12E24E48E96E192
Ra (требуемое сопротивление):
        Ом (10–1000 МОм)
Ra — это сопротивление, которое нужно установить параллельно и последовательно из двух резисторов, чтобы создать нестандартное сопротивление.Этот инструмент находит оптимальный набор резисторов R1, R2 и R3, R4 для желаемого значения Ra.

Расчет сопротивлений для деления напряжения (для ответвления тока)

Эквивалентное сопротивление Ra Параллельно Ряд
Выберите последовательность резисторов: E6E12E24E48E96E192
N (общее количество резисторов) : (2-99)
Ra (требуемое сопротивление) : 5 Ом : 9024 9024 9024 МОм

Цепь с тремя дополнительными резисторами часто комбинируют для деления напряжения (для разветвления тока).Этот инструмент находит оптимальный набор резисторов R1, R2…RN для желаемого значения Ra из близкого значения резистора, а также при объединении сопротивлений.


Основное руководство по делителям напряжения

В этом руководстве мы рассмотрим очень важный и фундаментальный элемент электронных схем — делители напряжения.

Делитель напряжения — это простейшая пассивная схема, играющая очень важную роль. Проще говоря, делитель напряжения преобразует большое напряжение в меньшее.

Базовая схема делителя напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов, которые создают выходное напряжение, составляющее лишь часть его входного напряжения.

Входное напряжение подается на два резистора, а желаемое выходное напряжение поступает от соединения между двумя резисторами. Второй резистор обычно подключается к земле.

Базовая схема делителя напряжения

Ниже приведены несколько примеров того, как вы можете увидеть настройку или схему схемы делителя напряжения.

Все схемы делителя напряжения должны выглядеть примерно одинаково. Цепи должны состоять из двух резисторов. Один резистор должен быть подключен к земле, другой к источнику напряжения и проводу, идущему между парой с выходным напряжением.

Как вы можете видеть в базовой настройке схемы делителя напряжения, резистор, ближайший к входному напряжению ( Vin ), обычно обозначается как R1. Ближайший к заземлению резистор обычно обозначается как R2 .

Падение напряжения, вызванное входным напряжением, проходящим через пару резисторов ( R1 и R2 ), обозначается как Vout .

Результирующее падение напряжения — это то, что мы будем называть нашим разделенным напряжением. Это разделенное напряжение является частью исходного входного напряжения ( Vin ).

Мы используем R1 , R2 , Vin и Vout для обозначения элементов схемы, поскольку они имеют решающее значение для понимания значений, которые вам понадобятся для уравнения делителя напряжения.

Формула делителя напряжения

Уравнение делителя напряжения предполагает, что вы знаете три значения, используемые в цепи.

Чтобы воспользоваться уравнением, вам необходимо знать следующие три значения.

Вам необходимо знать номиналы резисторов ( R1 и R2 ), а также входное напряжение ( Vin ).

Использование этих трех значений в приведенном ниже уравнении позволит нам рассчитать выходное напряжение схемы делителя напряжения.

Теперь мы в последний раз пройдемся по переменным, используемым в уравнении делителя напряжения, чтобы у вас было четкое представление о каждой переменной.

  • VIN — это входное напряжение, измеренное в вольтах ( V )
  • R1 — устойчивость к 1-го резистора в разделите напряжения, измеренные в Ом Ω
  • R2 — устойчивость 2-й резистор в делителе напряжения, измеренный в Ом Ω
  • Vout — выходное напряжение, измеренное в вольтах ( В )

Делитель напряжения Калькулятор Если вы хотите быстро рассчитать выходное напряжение генерируемого вашей схемой делителя напряжения, вы можете воспользоваться нашим удобным калькулятором.

Все, что вам нужно сделать, это ввести значения для ваших двух резисторов и входного напряжения, калькулятор автоматически вычислит соответствующее выходное напряжение.

ДЕРЕМЕННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕРЕВОДИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

Для нашего первого примера использовании формулы делителя напряжения мы собираемся использовать следующие значения:

  • VIN AS 5 V,
  • R1 в качестве 220 Ω резистор,
  • и R2 как резистор 680 Ом.

Теперь, если мы подставим эти значения в наше уравнение делителя напряжения, мы должны получить что-то вроде того, что показано ниже.

Для начала мы сначала сложим значения резисторов R1 и R2 вместе. Таким образом, в нашем примере выше это будет 220 + 680 , что равно 900 .

Мы заменим 220 + 680 в нашей формуле нашим результатом, так что мы получим следующее уравнение.

Теперь, когда мы сделали простое сложение, мы можем, наконец, вычислить часть уравнения делителя напряжения, относящуюся к делению.

Просто разделите значение R2 на рассчитанное значение R1 + R2 . В нашем примере это будет 680 , разделенное на 900 .

С помощью калькулятора это даст нам 0,7555555555555556 , но для простоты мы округлим это число до 2 знаков после запятой, то есть число станет 0.76 .

Замените часть формулы деления полученным значением, теперь ваше уравнение должно выглядеть так, как показано ниже.

Наконец, мы можем просто умножить Vin на нашу рассчитанную величину деления резистора. В нашем случае просто умножьте 5 на 0,76 .

Результат этого умножения даст вам сумму Vout . В нашем случае этот результат был 3,8 Вольт.

Упрощение формулы

Есть несколько упрощений, которые мы можем внести в уравнение делителя напряжения.Однако в этом руководстве мы проведем вас только через приведенное ниже.

Используя упрощения, вы можете упростить и быстро оценить схему делителя напряжения.

Это упрощение говорит о том, что если номиналы резистора R1 и резистора R2 одинаковы, то выходное напряжение равно половине входного напряжения.

Применение делителя напряжения

Делители напряжения имеют множество применений в электронных схемах и являются основным компонентом многих электронных схем.

Ниже мы покажем вам некоторые из немногих применений схемы делителя напряжения.

Потенциометры

Потенциометр является одним из наиболее часто используемых элементов электронных схем и используется в качестве основного компонента в большом количестве различных продуктов.

Некоторые примеры устройств, в которых используется потенциометр:

  • Измерение положения на джойстике
  • Создание опорного напряжения
  • Контроль уровня звука в динамиках
  • Среди прочего

Потенциометр представляет собой переменный резистор, который действует точно так же, как регулируемые делители напряжения.

Внутри потенциометра находится один резистор, разделенный грязесъемником. Этот дворник — это то, что вы перемещаете, что регулирует соотношение между двумя половинами резистора.

Снаружи горшка вы найдете три контакта, контакты с обеих сторон являются соединением между каждым концом резистора, вы можете рассматривать их как R1 и R2 .

Штифт посередине — это то, что подключено к дворнику. Теоретически это похоже на Vout в схеме делителя напряжения.

Чтобы подключить потенциометр, чтобы он работал как регулируемый делитель напряжения, вам нужно будет подключить одну сторону к входному напряжению ( Vin ), а другую сторону к земле.

При правильном подключении обоих двух внешних контактов средний контакт будет действовать как выход делителя напряжения ( Vout ).

Поворот потенциометра в одну сторону приведет к тому, что напряжение будет приближаться к нулю, а в другую сторону — к входному напряжению.

Поворот потенциометра в среднее положение означает, что выходное напряжение будет вдвое меньше входного.

Сдвиг уровня

Сдвиг уровня — важная концепция, которую необходимо понимать при работе с цифровой электроникой. Их также можно назвать схемой «переключателя логического уровня» или «перевода уровня напряжения».

Переключатели уровня используются для переключения напряжения с одного уровня на другой. Это часто используется для обеспечения совместимости между ИС, которые имеют разные требования к напряжению.

Некоторые из более сложных датчиков, которые используют такие интерфейсы, как UART, SPI или I2C для передачи своих показаний, часто работают с разными уровнями напряжения.

Одним из примеров потенциального использования этого является работа с платой микроконтроллера, такой как Raspberry Pi.

Raspberry Pi — интересный пример удобного переключателя уровней. Несмотря на то, что Raspberry Pi обеспечивает выходную мощность как 5 В, так и 3,3 В, его контакты GPIO рассчитаны только на входное напряжение 3,3 В.

Использование делителя напряжения в цепи позволит нам понизить напряжение с 5 В до 3,3 В для входного контакта.

Ниже мы рассмотрим пример использования схемы делителя напряжения с Raspberry Pi для смещения уровня выходного сигнала датчика с 5 В до 3,3 В.

Пример сдвига уровня

Например, в нашем руководстве по датчику расстояния мы используем ультразвуковой датчик HC-SR04.

Этот датчик использует входное питание 5 В, что означает, что нам нужно понизить выходное напряжение на выводе Echo с 5 В до 3.3 В, прежде чем он достигнет контактов GPIO.

Мы можем рассчитать нужные нам резисторы, выбрав начальное значение резистора. Резисторы между 1 кОм 10 кОм лучше всего подходят для снижения напряжения с 5 В до 3,3 В .

В нашем примере мы будем использовать резистор 1 кОм . Чтобы вычислить второй резистор, который нам нужно использовать, мы будем использовать еще одну переработанную версию уравнения делителя напряжения.

Чтобы вычислить значение R2 , нам нужно знать Vin , Vout и значение нашего резистора R1, который мы планируем использовать.

Имея под рукой эти 3 значения, мы можем использовать следующее уравнение.

Заполнив это уравнение нашими известными значениями, мы можем использовать его для расчета номинала резистора, необходимого для снижения напряжения с 5 В до 3,3 В.

С нашими входными и выходными значениями и нашим резистором R1 1 кОм вы должны получить следующее уравнение.

Сначала нужно вычислить обе половины деления, если умножить на Vout ( 3.3 ) на значение R1 ( 1000 ) должно получиться 3300 .

Теперь нам также нужно сделать нижнюю половину, вычесть Vout из Vin , в этом примере это 5 3.3 что равно 1.7 .

Наконец, разделите оба значения, чтобы получить значение сопротивления, в нашем примере это 3300 , деленное на 1,7 .

Введя это в калькулятор, мы получим большое длинное число, но мы упростим его до ближайших 2 десятичных знаков.

С этим значением мы можем сделать вывод, что резистора 2 кОм должно быть более чем достаточно, чтобы понизить напряжение 5 В до 3,3 В .

Чтение Резистивные датчики

Вы можете заметить, что многие датчики в реальном мире представляют собой простые резистивные устройства, предназначенные для реагирования на определенные элементы.

Например, датчик LDR (Light Dependent Resistor), подобный тому, который мы используем в нашем руководстве по датчику света, работает, создавая сопротивление, пропорциональное количеству подобного, которое касается его.

Существует также много других датчиков, которые фактически представляют собой просто причудливые резисторы, такие как термисторы, датчики изгиба и чувствительные к силе резисторы.

К сожалению, в отличие от напряжения (в сочетании с аналого-цифровым преобразователем), сопротивление не так просто измерить для таких компьютеров, как Raspberry Pi.

Однако мы можем упростить задачу, переделав схему в делитель напряжения. Это просто, как добавление резистора, поэтому схема намного больше похожа на схемы, которые мы показывали ранее в этом руководстве.

Таким образом, мы можем использовать напряжение, полученное от делителя напряжения, для расчета текущего уровня освещенности.

Добавив резистор известного вам значения, например резистор 1 кОм, вы сможете рассчитать сопротивление фоторезистора при различных уровнях освещенности, перестроив уравнение, использованное ранее.

Все, что нам нужно знать, это Vin , Vout и номинал резистора R1 .

Используя приведенное выше уравнение, вы можете быстро рассчитать сопротивление LDR при самом темном и самом ярком уровне освещенности.

Это дало бы нам представление о самом высоком и самом низком сопротивлении.

Когда у вас есть оба этих значения сопротивления, вы можете вычислить значение резистора, которое находится между ними, это даст вам самое большое разрешение для расчета текущего света через аналого-цифровой преобразователь.

Например, сопротивление фотоэлемента может варьироваться от 1 кОм на свету до приблизительно 10 кОм в темноте.

Таким образом, используя резистор, значение которого находится где-то посередине, например, 5.Резистор 1 кОм , мы можем получить самый широкий диапазон из нашего LDR.

Я надеюсь, что это руководство помогло вам понять, что такое делитель напряжения и как вы можете использовать его в схеме, а также рассчитать результирующее напряжение.

Если вы считаете, что мы что-то упустили или ошиблись, обязательно сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже. Мы также открыты для любых других ваших отзывов.

Калькулятор правил делителя напряжения — примеры и применение VDR

Схема делителя напряжения – Правило делителя напряжения «VDR» Калькулятор, примеры и применение

Цепь делителя напряжения

A Схема делителя напряжения использует резисторы для снижения напряжения и является наиболее распространенной схемой, используемой в электронике.Делитель напряжения можно использовать для многих вещей, таких как создание схемы регулировки громкости или генерация опорного напряжения и многое другое. Делитель напряжения также используется в аналоговых схемах для получения переменного выходного напряжения. Эта схема отлично работает как с переменным, так и с постоянным входным напряжением, при этом значение входного напряжения преобразуется в другое значение напряжения.

Примечание: Значение выходного напряжения схемы делителя напряжения всегда меньше значения входного напряжения.

В цепи делителя напряжения выходное напряжение всегда зависит от пропорции величины сопротивления.Например, если вы взяли два резистора одинакового номинала, вы получите ровно половину входного напряжения на выходе.

Электрическая эквивалентная схема делителя напряжения приведена ниже:

Как видите, схема делителя напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов с отводом напряжения между ними. И входное напряжение приложено к резистору R 1 и R 2 . Следовательно, мы можем наблюдать, что выходное напряжение представляет собой падение напряжения на резисторе R 2 .Напряжение между R 1 и R 2 будет равно значению входного напряжения, подаваемого на схему делителя напряжения.

Формула Уравнение делителя напряжения для нахождения значения выходного напряжения будет выражаться как:

Где,

  • В в = входное напряжение
  • В вых = Выходное напряжение
  • R 1 = Резистор подключен к источнику
  • R 2 = Резистор подключен к земле

Похожие сообщения:

Проверка формулы делителя напряжения

Теперь мы объясним вам математическое объяснение приведенной выше формулы.Итак, согласно закону Ома, разность потенциалов на идеальном проводнике будет равна протекающему по нему току.

В = ИК

Где V, I и R — напряжение, ток и сопротивление соответственно.

Итак, напряжение на приведенной выше цепи будет равно произведению силы тока в цепи на полное сопротивление.

Общее сопротивление цепи в цепи делителя напряжения равно

Р Т = Р 1 + Р 2

Вин = ИК Т

Vin = I (R 1 +R 2 )

При решении,

I = V в / (R 1 + R 2 )

Здесь выходное напряжение берется через сопротивление R 2 , поэтому V из будет выражаться как:

В вых = ИК 2

Теперь подставьте значение I из приведенного выше уравнения,

Теперь мы объясним вам, как работает делитель напряжения, и как вы даже можете найти значение сопротивления, чтобы получить желаемое значение напряжения.

Напряжение Делитель Цепь – Пример

Как показано выше, схема делителя напряжения состоит из двух резисторов (R 1 и R 2 ), и выходной сигнал будет подаваться через резистор R 2 . Единственное, о чем вам нужно позаботиться, это номинальная мощность резисторов. Потому что, если мы не выберем правильную номинальную мощность резистора, резисторы перегреются или могут также сгореть. Вы можете рассчитать номинальную мощность, если знаете значение I (в зависимости от нагрузки), используя уравнение степенного закона (P = VI).

Для разработки схемы делителя напряжения вам понадобятся:

  • Резисторы (10 кОм, 47 кОм)
  • Входной источник питания (9 В)
  • Макет
  • Мультиметр (для измерения)

Теперь мы продемонстрируем вам выход схемы делителя напряжения практически и теоретически.

Здесь в этой схеме мы подключили входное напряжение 9 В и резисторы R 1 и R 2 (47 кОм и 10 кОм соответственно).Сняв вывод схемы делителя напряжения с мультиметра, мы получим 1.49V .

Теперь мы теоретически рассчитаем выходное напряжение вышеуказанной схемы,

Здесь, В в = 9 В, R 1 = 47 кОм и R 2 = 10 кОм

Итак, используя уравнение делителя напряжения

У нас есть,

В вых = (9 × 10) / (47+10)

В из = 1.5789

Следовательно, вы можете увидеть разницу между практическим и теоретическим значением, потому что напряжение батареи не совсем 9В. Кроме того, вы можете найти значение резистора в соответствии с желаемым выходным напряжением, используя приведенную выше формулу.

Похожие сообщения:

Калькулятор делителя напряжения

Вы также можете использовать калькулятор делителя напряжения для расчета выходного значения делителя напряжения или даже значений резисторов в соответствии с желаемыми входными и выходными значениями.

Введите любые три из следующих значений и нажмите кнопку расчета. В результате отобразится требуемое значение.

Примечание: Формулы и уравнения для этого калькулятора приведены ниже (после калькулятора). Также не забудьте поделиться и предложить своим друзьям. Кроме того, если вы хотите увидеть другие электрические и электронные калькуляторы в нашем блоге, пожалуйста, укажите это в поле для комментариев ниже. Благодарю.

Формула для калькулятора VDR

V OUT = V IN x (R 2 / (R 1 + R 2 ))

Где

  • В IN = Вход Напряжение питания
  • R 1 + R 2 = номиналы резисторов
  • В ВЫХ = Выходное напряжение

Похожие сообщения:

Преимущества и недостатки схемы делителя напряжения

Ниже приведены некоторые преимущества и недостатки схемы делителя напряжения:

Преимущества схемы делителя напряжения

  • Простой и удобный метод измерения высокого напряжения (до 100 кВ)
  • Простой метод смещения уровня напряжения.
  • Помогает в настройке выходного напряжения регуляторов (типа LM317)

Недостатки схемы делителя напряжения

  • Неэффективно использовать для источников питания.
  • Резисторы делителей напряжения вносят небольшие потери мощности.
  • Иногда сопротивление вольтметра влияет на соотношение резисторов.

Применение схемы делителя напряжения

Теперь, как мы знаем, есть ряд приложений схемы делителя напряжения.Некоторые из приложений упомянуты ниже:

Потенциометры

Потенциометр представляет собой переменный резистор с тремя выводами, с его помощью можно сконструировать регулируемый делитель напряжения. Если вы будете использовать только два контакта потенциометра (один должен быть регулируемым), он будет работать как реостат. Но если вы используете все клеммы и берете выход через регулируемый контакт, здесь он работает как делитель напряжения.

Аналогично, потенциометры имеют множество применений, они также используются в джойстиках и для создания опорного напряжения.

Показания резистивных датчиков

Большинство датчиков представляют собой просто резистивные устройства, такие как LDR (светозависимый резистор), которые изменяют свое сопротивление в зависимости от интенсивности падающего на них света. Подобно LDR, существует ряд датчиков, которые делают то же самое в отношении сопротивления, например, датчик изгиба, датчик силы и термисторы.

Здесь схема делителя напряжения используется для расчета сопротивления датчика. Заменив резистор R 2 (согласно принципиальной схеме) резистивным датчиком, мы можем рассчитать его сопротивление, используя приведенную ниже формулу

.

R 2 = (V вых x R 1 ) / (Vin – Vвых)

Где, R 2 — резистивный датчик

Переключение уровней

При взаимодействии с микроконтроллером не все датчики работают на стандартном значении напряжения (5В), есть ряд датчиков, которые работают на относительно низком напряжении.Здесь возникает проблема смещения уровня, поэтому для снижения напряжения сопряжения мы используем схемы делителя напряжения, чтобы получить определенное напряжение.

Измерение высокого напряжения

Когда трудно измерить значение высокого напряжения, снова приходит на помощь делитель напряжения. Делитель напряжения уменьшает очень высокое напряжение, поэтому его легко измерить с помощью вольтметров.

Проще говоря, на вход делителя напряжения подается высокое напряжение, а на его выход (устанавливается ниже макс.диапазон) измеряется вольтметром. Там вольтметры имеют специально разработанные датчики с высоковольтным резистором, чтобы выдерживать приближающееся высокое входное напряжение для получения точных результатов при измерении высокого напряжения. Мы можем измерять до 100 кВ, используя схему делителя напряжения. Цепь делителя конденсатора используется для измерения значения напряжения более 100 кВ.

Связанная запись: Калькулятор параллельного резистора

Делитель напряжения для переменного источника питания

Предположим, у нас есть батарея на 9 В, и вам нужно значение выходного напряжения от 1 до 8 В.Как упоминалось выше, регулируя потенциометр, подключенный к батарее 9 В, мы можем получить выходное напряжение от 1 В до 8 В.

Подключите аккумулятор в соответствии с приведенной ниже схемой:

Примечание: Использование схемы делителя напряжения для источника питания может вызвать Эффект нагрузки . Кроме того, это неэффективный способ управления напряжением питания, так как мощность рассеивается на резисторе R 1 без полезного усиления.

Таким образом, потенциометр сможет обеспечивать переменное выходное напряжение.

Теперь предположим, что вам нужно фиксированное напряжение питания для какого-либо конкретного устройства или контроллера, что вы будете делать? Для этого вам нужно точное значение резистора вместо потенциометра, чтобы получить желаемый результат.

Например, нам нужен выход 5 В от батареи 9 В (без учета тока на нагрузочном резисторе)

Изменяя формулу делителя напряжения, вы можете найти значения резистора, необходимого для любого конкретного выходного значения.

Во-первых, вы должны выбрать значение входного напряжения и любое значение резистора (R 1 или R 2 ).Итак, если вы зафиксировали значение R 1 и теперь вам нужно найти значение R 2 , используйте следующую формулу:

Если вы зафиксировали значение R 2 и вам нужно найти значение R 1 , используйте приведенную ниже формулу:

Здесь мне нужно выходное напряжение 5В от входного напряжения 9В,

Итак,

В в = 9В

В вых = 5В

R 1 = 8 кОм (постоянный резистор)

Ч 2 = ?

Используя формулу R 2

У нас есть,

Ч 2 = (5 х 8) / (9 – 5)

Р 2 = 40 / 4

Р 2 = 10

Следовательно, если взять R 2 10к и R 1 8к с входным напряжением 9В, то выходное напряжение будет равно 5В вольт.

Похожие сообщения:

Как работают делители напряжения — основы схем

Делитель напряжения — это простая схема, которая может уменьшить напряжение. Он распределяет входное напряжение между компонентами схемы. Лучшим примером делителя напряжения являются два последовательно соединенных резистора, при этом входное напряжение прикладывается к паре резисторов, а выходное напряжение берется из точки между ними. Он используется для получения различных уровней напряжения от общего источника напряжения, но с одинаковым током для всех компонентов в последовательной цепи.

Схема делителя напряжения

Падение напряжения и входное напряжение

Падение напряжения на резисторе R2 — это выходное напряжение, а также разделенное напряжение в цепи. Делитель напряжения относительно земли создается путем последовательного соединения двух резисторов.   Входное напряжение подается на последовательные сопротивления R 1  и R 2  , а выходное напряжение представляет собой напряжение на R 2 . Отсюда следует, что одной и той же величине электрического тока, протекающего через каждый резистивный элемент цепи, деваться больше некуда.Таким образом обеспечивается падение напряжения IxR на каждом резистивном элементе.

Имея напряжение питания, мы можем применить закон Кирхгофа для напряжения и закон Ома, чтобы найти падение напряжения на каждом резисторе, полученное с точки зрения общего тока, протекающего через них.

Использование KVL (закон Кирхгофа для напряжения),

С Законом Ома,

Используя два приведенных выше уравнения, вы получите:

Уравнения делителя напряжения

В делителе напряжения выходное напряжение всегда уменьшает входное напряжение и ток, протекающий через последовательную сеть, которые можно рассчитать с помощью закона Ома, I = V/R.Поскольку ток общий для обоих резисторов, токи через них равны. Мы можем рассчитать падение напряжения на резисторе R 2 , используя это уравнение:

Из приведенного выше уравнения можно определить падение напряжения на R 2 :

Аналогично, для резистора R 1 можно использовать уравнение:

Затем определите падение напряжения на R1:

Пример задачи

Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе и сколько тока будет протекать через резистор 30 Ом, соединенный последовательно с резистором 50 Ом, когда напряжение питания на последовательной комбинации составляет 10 вольт постоянного тока.

Расчет сопротивления

Рассчитайте общее сопротивление в цепи и просто сложите все это, так как резисторы соединены последовательно.

Имея общее сопротивление, вы сможете рассчитать ток, протекающий через резисторы.

Используя приведенные выше уравнения, можно рассчитать падение напряжения на резисторах.

Делитель напряжения и правило 10%

Вы должны знать напряжение, которое вы будете подавать, и сопротивление нагрузки при создании делителя напряжения для конкретной нагрузки.Делитель напряжения должен иметь ток сброса только 10% — ток, непрерывно потребляемый от источника напряжения, чтобы уменьшить влияние изменений нагрузки или обеспечить падение напряжения на резисторе. Это означает, что ток, проходящий через нагрузку, в десять раз превышает ток, проходящий через нижнюю часть делителя напряжения на землю.

Например:

Требование к этому делителю напряжения — обеспечивать напряжение 25В и ток 910 мА на нагрузку от источника с напряжением 100В.

Расчет R1 и R2

Определите размер резистора, используемого в цепи делителя напряжения, используя эмпирическое правило 10%. Ток в резисторе делителя должен составлять примерно 10% от тока нагрузки. Этот ток, который не протекает ни через одно из нагрузочных устройств, называется током отвода.

Сначала определите требования к нагрузке и доступный источник напряжения.

Затем определите ток утечки, применив правило 10%.

Получив ток сброса, теперь можно рассчитать сопротивление сброса через R1.

Затем определите общий ток, добавив нагрузку и ток утечки.

Из вычисленных значений теперь можно найти значение R2.

Теперь вы можете перерисовать схему делителя напряжения, следуя правилу 10%.

На первом рисунке обратите внимание, что значение сопротивления параллельной сети всегда меньше, чем значение наименьшего резистора в сети, так как нагрузка, подключенная между точкой B и землей, образует параллельную сеть нагрузки и резистора R1.

Лестница напряжения

Лестница напряжения  – это цепь, состоящая из нескольких последовательно соединенных резисторов, при этом напряжение распределяется по всей сети резисторов. Каждый резистор в сети имеет более высокое падение напряжения, чем предыдущий. Поскольку резисторы в лестнице включены последовательно, ток везде одинаков. Чтобы получить его значение, следует общее напряжение разделить на общее сопротивление. Падение напряжения на каждом резисторе можно рассчитать, умножив общий ток на значение каждого резистора.Напряжение относительно земли в любом узле можно определить как сумму напряжений, падающих на каждом резисторе между этим узлом и землей.

Цепь лестницы напряжения

Надеюсь, эта статья помогла вам лучше понять делители напряжения. Не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть вопросы о чем-либо.


Калькулятор делителя напряжения

| Easybom

Общая проблема

1. Что такое делитель напряжения?

Делитель напряжения обычно использует пару последовательно соединенных резисторов, которые делят исходное напряжение на меньшее (выходное напряжение).

2. Для чего используется делитель напряжения?

В качестве одной из самых основных схем в электронной практике используется делитель напряжения для измерения напряжения, регулировки уровня сигнала, смещения усилителей и т. д.

3. Как работает делитель напряжения?

Проще говоря, схема делителя напряжения в основном состоит из двух последовательно соединенных резисторов, на которые подается напряжение питания. Следовательно, выходное напряжение резко уменьшается за счет увеличения сопротивления.

4. Как рассчитать выходное напряжение схемы делителя напряжения?

Схема работы делителя напряжения подчиняется закону Ома (I=V/R). Таким образом, уравнение можно представить следующим образом: VOUT=V1 [IR2/I(R1+R2)] = V1R2/(R1+R2) = VinR2/(R1+R2). Из этой формулы легко сделать вывод, что если R1=R2, то VOUT будет 1/2Vin.

5. Как рассчитать сопротивление резисторов R1 и R2 в цепи делителя напряжения?

R2= (VOUT * R1)/(VIN — VOUT) R1=[R2/ (VIN — VOUT)]/VOUT

6.Делитель напряжения представляет собой параллельную цепь?

Нет, часто мы называем параллельную цепь схемой делителя тока. Схема делителя напряжения представляет собой последовательную цепь.

7. Влияет ли делитель напряжения на протекание тока?

Поскольку схема делителя напряжения соединяет 2 резистора последовательно, но не параллельно, ответ положительный. Согласно закону Ома, если вы используете резистор относительно высокого номинала, потребляемый ток будет очень мал.

8. Цепь делителя напряжения тратит энергию впустую?

Почти все электронные схемы вызывают рассеивание мощности, даже если резисторы, используемые в делителе напряжения, имеют низкий уровень сопротивления.

9. Зачем использовать делитель напряжения?

Напряжение источника может быть очень высоким и не поддающимся измерению. Следовательно, делитель напряжения помогает снизить выходное напряжение, чтобы вольтметр работал правильно и безопасно.

10. Что такое смещение делителя напряжения?

Смещение делителя напряжения — еще одна конструкция, обеспечивающая большую стабильность смещения. Вместо того, чтобы использовать отрицательное питание от эмиттерного резистора, как в эмиттерном смещении с двумя источниками питания, эта схема заземляет эмиттерный резистор и повышает базовое напряжение.Это базовое напряжение снимается с коллекторного источника питания с помощью делителя напряжения, чтобы избежать трудностей со вторым источником питания.

11. Почему схема смещения делителя напряжения называется схемой с автосмещением?

При изменении входного сигнала или Vbb стабилизация источника питания поддерживает смещение, гарантируя, что VOUT остается постоянным, а выход стабилизируется внутренним смещением, а не внешними помехами.

12. Почему самопредвзятость более стабильна, чем фиксированная предвзятость?

Структура схемы усилителя с фиксированным смещением проста, но повышение температуры и повышение проводимости полупроводника приводят к нестабильности статической рабочей точки транзистора, поэтому он обычно используется в неточном и нетребовательном оборудовании.

0 comments on “Делитель напряжения расчет резисторов: Онлайн-калькулятор делителя напряжения на резисторах

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.