Резистивный делитель напряжения: Эта страница ещё не существует

Делитель напряжения, что это такое и как он работает разбираем на практике | Энергофиксик

Так что ;t такое делитель напряжения? Если обратиться к википедии, то там записано следующее определение: изделие, в котором входное и выходное напряжения связаны между собой определенным коэффициентом передачи. Звучит не очень понятно. В этой статье я постараюсь рассказать о делителе напряжения простым языком.

Содержание

Существующие виды делителей напряжения

Немного теории и скучных формул

Закрепляем на практике

Переменный резистор

Заключение

Существующие виды делителей напряжения

Делители напряжения бывают линейными и нелинейными. В свою очередь линейные подразделяются на:

1. Резистивные;

2. Емкостные;

3. Индуктивные.

А к нелинейным относятся, например, параметрические стабилизаторы напряжения.

Хочется заметить, что принцип работы любого делителя одинаков и различия обусловлены лишь набором компонентов, из которых он собран. Поэтому в качестве примера будет рассмотрен резистивный делитель напряжения, как наиболее простой из всех существующих.

Немного теории и скучных формул

Давайте рассмотрим следующий рисунок:

Выше представленная схема выполнена из пары резисторов соединенных последовательно. К такой схеме мы можем спокойно прилагать как постоянное, так и переменное напряжение. И как только мы подключим такую схему, то в силу вступит Закон Ома, который позволит нам многое подсчитать.

Итак, при последовательном соединении резисторов их сопротивление будет равняться сумме, а именно: R1+R2. И получается что сила тока, будет такова:

Также учтите, что при таком соединении резисторов сила тока будет одинакова на любом участке цепи.

Итак, так как у нас резисторы имеют разное сопротивление, то согласно Закону Ома, напряжение на этих элементах так же будет различно, то есть на резисторе R1 будет U1, а на R2 будет U2.

Зная это, мы можем высчитать силу тока уже так:

Выполняя простые преобразования, конечные формулы для расчета выходного напряжения будет иметь следующий вид:

Получается, что по этим формулам мы сможем подсчитать, какое падение напряжение будет на каждом из резисторов.

Проще говоря, при последовательном соединении резисторов на каждом из них будет свое напряжение и сумма этих напряжений будет равна напряжению источника питания, то есть будет справедливо следующее выражение:

То есть с помощью резисторов произошло простое деление напряжения пришедшего от источника питания.

Закрепляем на практике

Итак, со скучной теорией закончили, давайте проведем практический эксперимент. Для этого берем парочку резисторов (разного номинала), источник питания и мультиметр.

Производим измерение сопротивления наших резисторов:

На блоке питания выставляем, например, 10 В, а резисторы соединяем между собой последовательным образом:

Теперь производим измерение напряжения на первом резисторе, а затем на втором:

Теперь складываем наши полученные напряжения:

3.307 В + 6,76 В = 10,067 Вольт. Разница в 0,067 Вольт спишем на погрешность мультиметра и самого блока питания.

Вот мы и рассмотрели самый простейший пример деления напряжения.

Теперь для полноты эксперимента убедимся на практике, что сила тока неизменна во всей нашей сети при последовательном соединении.

Как видно из выше представленных фотографий, ток везде одинаков.

Переменный резистор

Для плавного деления напряжения используются регулируемые резисторы.

Принцип данного резистора таков: между двумя крайними точками 1 и 3 присутствует постоянное сопротивление. А сопротивление среднего вывода по отношению к крайним изменяется, если крутить построечную рукоять.

Выставляем на нашем блоке питания 10 Вольт и производим измерение напряжения между крайними контактами:

Теперь с помощью регулятора выставляем любое положение и измеряем напряжение на выводах 1-2 и 2-3

Все так же суммируем получившиеся значения 6,87+3,199 = 10,069 Вольт. Лишние 0,069 Вольта все так же списываем на погрешность.

Заключение

Конечно, в современной электронике такие делители уже давно не применяются. Но если вы собираете какую-либо самоделку и необходимо выполнить разделение напряжения, то резисторный делитель напряжения подойдет как нельзя лучше. Если статья оказалась вам полезна, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше драгоценное внимание!

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ • Большая российская энциклопедия

Схемы низковольтных делителей напряжения: а – резистивного; б – ёмкостного; в – индуктивного; u и U – напряжения; r и R – резисторы; C1 и C2 – конденсаторы; L1 и L2…

ДЕЛИ́ТЕЛЬ НАПРЯЖЕ́НИЯ, элек­тро­тех­нич. уст­рой­ст­во, по­зво­ляю­щее сни­мать (ис­поль­зо­вать) толь­ко часть имею­ще­го­ся по­сто­ян­но­го или пе­ре­мен­но­го на­пря­же­ния по­сред­ст­вом эле­мен­тов элек­трич. це­пи, со­стоя­щей из ре­зи­сто­ров, кон­ден­са­то­ров или ка­ту­шек ин­дук­тив­но­сти. Обыч­но при­ме­ня­ет­ся для из­ме­ре­ния на­пря­же­ния. Осн. ха­рак­те­ри­сти­ка Д. н. – ко­эф. де­ле­ния, оп­ре­де­ляе­мый от­но­ше­ни­ем вход­но­го (из­ме­ряе­мо­го) на­пря­же­ния к вы­ход­но­му (сни­мае­мо­му). Про­стей­ший Д. н. пред­став­ля­ет со­бой два по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нён­ных ре­зи­сто­ра (два пле­ча де­ли­те­ля), на ко­то­рые по­да­ёт­ся вход­ное на­пря­же­ние $U$ (рис., а). Ко­эф. де­ле­ния при от­сут­ст­вии на­груз­ки оп­ре­де­ля­ет­ся фор­му­лой $$K=U/u=R/(R+r),$$ где $R$ и $r$ – со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров, $u$ – сни­мае­мое нап­ря­же­ние. От­кло­не­ния $R$ и $r$ (а сле­до­ва­тель­но, и $K$) от но­ми­наль­ных зна­че­ний обу­слов­ли­ва­ют по­греш­ность де­ли­те­ля. В Д. н. вы­со­кой точ­но­сти при­ме­ня­ют ре­зи­сто­ры с ма­лым тем­пе­ра­тур­ным ко­эф. со­про­тив­ле­ния и вы­со­кой вре­мен­нóй ста­биль­но­стью (напр., из ман­га­ни­но­вой про­во­ло­ки). В це­пях пе­ре­мен­но­го то­ка по­ми­мо ре­зи­стив­ных Д. н. ис­поль­зу­ют­ся так­же ём­ко­ст­ные с кон­ден­са­то­ра­ми по­сто­ян­ной или пе­ре­мен­ной ём­ко­сти (рис., б) и ин­дук­тив­ные (рис., в).

Д. н. мо­гут быть од­но­пре­дель­ны­ми (с од­ним но­ми­наль­ным $K$) и мно­го­пре­дель­ны­ми; с по­сто­ян­ным и ре­гу­ли­руе­мым (плав­но, дис­крет­но или ком­би­нир. спо­со­бом) от­но­ше­ни­ем плеч. Д. н. вхо­дят в со­став мн. средств из­ме­ре­ния в ка­че­ст­ве зве­на из­ме­рит. це­пи. Напр., ре­зи­стив­ные де­ли­те­ли с но­ми­наль­ны­ми зна­че­ния­ми $K$, рав­ны­ми 10, 100 и 1000, при­ме­ня­ют­ся во вход­ных це­пях мно­го­пре­дель­ных ана­ло­го­вых и циф­ро­вых вольт­мет­ров. Ём­ко­ст­ные Д. н., со­стоя­щие из не­сколь­ких по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нён­ных кон­ден­са­то­ров вы­со­кой точ­но­сти, слу­жат для от­бо­ра мощ­но­стей от ЛЭП вы­со­ко­го на­пря­же­ния (до 500 кВ). При­ме­ром Д. н. на ин­дук­тив­ных со­про­тив­ле­ни­ях яв­ля­ет­ся ав­то­транс­фор­ма­тор.

Резистивный делитель напряжения. Расчет делителя напряжения на резисторах

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 источником напряжения 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 UR2.

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.

Оптовая резистивный делитель напряжения для тестирования электронного оборудования

О продукте и поставщиках:

Изучите оптовые предложения резистивный делитель напряжения , предназначенные для различных целей тестирования. Широкий спектр доступных логических анализаторов будет полезен как компаниям, так и частным лицам, которые регулярно работают с цифровой электроникой, а также с цифровыми схемами и системами. Получение такого качественного оборудования для тестирования поможет сделать процесс проверки и отладки цифровых проектов намного более эффективным. Захватывая и отображая несколько сигналов от системы или цифровой схемы, инженер, работающий над системой, может легко устранять возникающие проблемы.

Существует множество портативных и портативных электрических ручек для тестеров ведущих производителей. также подходит для личного или домашнего использования. Эти ручки являются важными инструментами для проверки электропитания перед началом любых работ с электрическими розетками, чтобы гарантировать безопасность электромонтажных работ. Такие элементы, как измерители напряжения на ручке, небольшие и удобные, и их наличие поможет обеспечить безопасность при работе с электрическими системами. Обширный ассортимент датчиков напряжения, например, доступен по льготным оптовым ценам.

Мы предлагаем резистивный делитель напряжения от нескольких популярных и ведущих брендов. Такое оборудование, как токоизмерительные клещи, подходит для быстрых и эффективных измерений тока. Его можно использовать для бесконтактных измерений, это простой и эффективный инструмент для измерения постоянного и переменного тока. Для более специализированных продуктов, таких как инструменты для тестирования оптоволоконных кабелей, мы предлагаем оптические рефлектометры во временной области, также известные как OTDR, которые используются для проверки целостности оптоволоконных кабелей. С таким оборудованием инженеры могут эффективно устранять неисправности и работать над надлежащим обслуживанием оптических телекоммуникационных сетей.


Делитель напряжения

Бюджетным вариантом преобразования основных параметров электрического тока являются делители напряжения. Такое устройство легко изготовить самостоятельно, но чтобы сделать это, нужно знать назначение, случаи применения, принцип работы и примеры расчетов.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 255
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/chto-takoe-delitel-napryazheniya

Назначение и применение

Для преобразования переменного напряжения применяется трансформатор, благодаря которому можно сохранить достаточно высокое значение тока. Если необходимо в электрическую цепь подключить нагрузку, потребляющую небольшой ток (до сотен мА), то использование трансформаторного преобразователя напряжения (U) не является целесообразным.

В этих случаях можно использовать простейший делитель напряжения (ДН), стоимость которого существенно ниже. После получения необходимой величины U выпрямляется и происходит подача питания на потребитель. При необходимости для увеличения силы тока (I) нужно использовать выходной каскад увеличения мощности. Кроме того, существуют делители и постоянного U, но эти модели применяются реже остальных.

ДН часто применяются для зарядок различных устройств, в которых нужно получить из 220 В более низкие значения U и токов для разного типа аккумуляторов. Кроме того, целесообразно использовать устройства для деления U для создания электроизмерительных приборов, компьютерной техники, а также лабораторных импульсных и обыкновенных блоков питания.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1095
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/chto-takoe-delitel-napryazheniya

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

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 222
Источник: http://www.sxemotehnika.ru/delitel-napryazheniya.html

Резистивный делитель напряжения

Схема простейшего резистивного делителя 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 имеем:
Сложив выражения, получаем:

Далее:

Из этого следует:

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:

1. Определить величину тока делителя, работающего при отключенной нагрузке. Этот ток должен быть значительно больше тока, потребляемого нагрузкой (обычно принимают превышение от 10 раз по величине), но, однако, при этом указанный ток не должен создавать излишнюю нагрузку на источник напряжения .

2. Исходя из величины тока, по закону Ома определяют значение суммарного сопротивления .

3. Выбрать конкретные значения сопротивлений из стандартного ряда, отношение величин которых близко́ требуемому отношению напряжений, а сумма величин близка расчетному сопротивлению .

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.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 1835
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Делитель напряжения (теория)

Для того, чтобы поделить напряжение, нам потребуется два и более резисторов.  Для начала рассмотрим вот такой рисунок:

Наш схемка состоит из двух резисторов, подключенных последовательно. На эти резисторы подается напряжение. Оно может быть как переменное, так и постоянное. Назовем его U. Пропуская ток через эти резисторы, у нас сразу же в дело вступит Закон Ома.  Мы знаем, что если резисторы соединены последовательно, то их общее  сопротивление  будет равняться сумме их номиналов. То есть получается, что

Rобщее=R1+R2

I=U/Rобщее

то есть можно написать

I=U/(R1+R2)

При последовательном соединении резисторов, сила тока – I, проходящая через каждый резистор одинакова – это есть закон последовательного соединения резисторов. Так, разобрались. У нас каждый резистор обладает каким-то своим сопротивлением. Отсюда напрашивается вывод из Закона Ома, что на каждом сопротивлении у нас будет какое-то свое напряжение, которое зависит от сопротивления резистора.

На сопротивлении R1  у нас будет напряжение U1, а на сопротивлении R2  у нас будет напряжение U2

I=U2/R2=U1/R1=U/(R1+R2)

Давайте найдем значения U1 и U2. Вы все учились в школе и сможете без проблем решить эту уравнение. Умножаем, сокращаем и в конце концов получаем, что

U1=UxR1/(R1+R2)

U2=UxR2/(R1+R2)

А вы знаете, что если сложить правые части уравнения, получим U ? Не верите? Проверьте! Отсюда получаем, что U=U1+U2.

Короче говоря простым языком чайника: если резисторы включены в цепь последовательно, то на каждом резисторе падает напряжение (падает, значит на концах резистора имеется это напряжение) и сумма падений напряжений на всех резисторах будет равняться напряжению источника (батарейки, блока питания или какого-нибудь источника ЭДС). Мы разделили напряжение источника U на два  разных напряжения U1 и U2.

Для лучшего понимания давайте рассмотрим еще одну цепь, состоящую из n резисторов

На схеме выше мы видим резисторы, которые соединены последовательно. Чему будет равняться Uобщ ? Так как резисторы соединены последовательно, следовательно, на каждом резисторе падает какое-то напряжение. Сумма падений напряжения на всех резисторах будет равняться Uобщ . В нашем случае формула запишется как

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2219
Источник: https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/

Делитель напряжения (практика)

Итак у нас имеются вот такие два резистора и наш любимый мультиметр:

Замеряем сопротивление маленького резистора, R1=109,7 Ом.

Замеряем сопротивление большого резистора R2=52,8 Ом.

Выставляем на блоке питания ровно 10 Вольт. Замеряем напряжение с помощью мультиметра (не смотрите на показания блока питания, он обладает бОльшей погрешностью, чем мультиметр).

Цепляемся блоком питания за эти два резистора, запаянные последовательно. Напомню, что на блоке ровно 10 Вольт. Показания амперметра на блоке питания тоже немного неточны. Силу тока мы будем замерять с помощью мультиметра.

Замеряем напряжение на большом резисторе. На нем падает 3,21 Вольт.

Замеряем напряжение на маленьком резисторе. На нем падает 6,77 Вольт

Ну что, с математикой думаю у всех в порядке. Складываем эти два значения напряжения 3,21+6,77 = 9,98 Вольт. А куда делись еще 0,02 Вольта? Спишем на погрешность щупов и средств измерений. Вот наглядный пример того, что мы смогли разделить напряжение на два разных напряжения.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1040
Источник: https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/

Сила тока при последовательном соединении сопротивлений

Давайте же  убедимся, что сила тока при последовательном соединении резисторов везде одинакова. 0,04 А или 40 мА.

Убедились? 🙂

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 188
Источник: https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/

Переменный резистор в роли делителя напряжения

Для того, чтобы плавно делить напряжение, у нас есть переменный резистор в роли делителя напряжения. Его еще также называют потенциометром.

Его обозначение на схеме выглядит вот так:

Принцип такой: между двумя крайними контактами постоянное сопротивление. Сопротивление относительно среднего контакта по отношению к крайним может меняться  в зависимости от того, куда мы будем крутить крутилку этого переменного резистора. Этот резистор рассчитан на мощность 1Вт и имеет полное сопротивление 330 Ом. Давайте посмотрим, как он будет делить напряжение.

Так как мощность небольшая , всего 1 Вт, то не будем нагружать его большим напряжением. Формула мощности P=IU.  Ток потребления из закона Ома I=U/R. Значит, этот переменный резистор может делить только маленькое напряжение при маленьком сопротивлении нагрузки и наоборот. Главное, чтобы значение мощности этого  резистора не вышло за грани. Поэтому я буду делить напряжение в 1 Вольт.

Для этого выставляем на блоке напряжение в 1 Вольт и цепляемся к нашему резистору по двум крайним контактам.

Крутим крутилку в каком-нибудь произвольном направлении и останавливаем ее. Замеряем напряжение между левым и средним контактом:

0,34 Вольта

Замеряем напряжение между средним и правым контактом

0,64 Вольта

Суммируем напряжение  и получаем 0,34+0,64=0,98 Вольт. 0,02 Вольта опять где-то затерялись, скорее всего на щупах, так как они тоже обладают сопротивлением.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1463
Источник: https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/

Заключение

В настоящее время делители напряжения создаются с помощью абсолютно других законов электроники. Это может быть полупроводниковые схемы или даже схемы с использованием микроконтроллеров. Но, если требуется быстро получить делитель напряжения и изменять малую мощность напряжения или сигнала в электронике, то делитель напряжения  на резисторах вам пригодится как нельзя кстати.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 387
Источник: https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 9342
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
  1. https://odinelectric.ru/equipment/chto-takoe-delitel-napryazheniya: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 1350 (14%)
  2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F: использовано 1 блоков из 8, кол-во символов 1835 (20%)
  3. https://www.RusElectronic.com/djelitjel-naprjazhjenija/: использовано 5 блоков из 6, кол-во символов 5297 (57%)
  4. http://www.sxemotehnika.ru/delitel-napryazheniya.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 860 (9%)

инструменты и методы технического волшебства

Резистивный делитель напряжения состоит из двух резисторов, от соотношения сопротивлений которых зависит выходное напряжение. Так, если один из резисторов переменный, то на выходе можно получить изменение напряжения. Другой резистор определяет чувствительность схемы, если это подстроечный резистор, то чувствительность можно корректировать.

— 76 —

Рассмотрим нерегулируемый резистивный делитель (рис. 3.9) и напряжение на его выходе. Обозначение A0 на рис. 3.9- это аналоговый вход A0 на плате Arduino.

Зависимость выходного напряжения делителя от входного:

Uвых = Uвх (R2/(R1 + R2)).

В нашем случае на вход делителя подано напряжение 5 В, а выход подключен к аналоговому контакту A0 платы Arduino. Если R1 и R2 одинаковы (как, например, 10 кОм), то 5 В делится пополам, и на аналоговом входе будет 2,5 В. Проверьте это, подставив значения в формулу:

Uвых = 5 В (10 кОм/(10 кОм+ 10 кОм))= 2,5 В.

Рис. 3.9. Простой делитель напряжения

Рис. 3.10. Фоторезистор

Теперь предположим, что один из этих резисторов переменный, например фоторезистор (рис. 3.1 0). Сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего на него света. Я использовал фоторезистор с номинальным сопротивлением 200 кОм. В полной темноте его сопротивление около 200 кОм, при ярком свете оно падает почти до нуля. От того, какой резистор (R1 или R2) поменять на фоторезистор, и от номинала постоянного резистора будет зависеть масштаб и точность показаний. Попробуйте поэкспериментировать с различными конфигурациями и посмотрите через монитор последовательного порта, как меняются показания.

В качестве примера заменим R1 на фоторезистор, а R2 возьмем постоянным с номиналом 10 кОм (рис. 3.11 ). Для данного упражнения можно оставить на плате RGB-светодиод и подключить его как одноцветный.

Загрузите программу считывания аналоговых данных и выдачи результата в последовательный порт ( см. листинг 3.1) и поменяйте освещенность фоторезистора. Вы не сможете получить весь диапазон значений от 0 до 1023, потому что у фоторезистора никогда не будет нулевого сопротивления. В результате вы определите минимальное и максимальное значения напряжения на выходе. Эти данные потребуются, чтобы сделать «интеллектуальный» ночник, который будет светить более ярко в темном помещении, и наоборот. Выберите аналоговые значения для вашей комнаты, соответствующие темноте и максимальной освещенности. У меня это бы

— 77 —

ли значения 200 (темнота) и 900 (максимальное освещение). У вас могут быть другие цифры. Они зависят от условий освещения, значения резистора R2 и характеристик фоторезистора.

Рис. 3.11. Подключение фоторезистора

Делитель тока

Делитель тока – устройство позволяющее поделить ток в цепи на две составные части, с целью использования одной из них. Другими словами, делитель тока необходим в том случае, если устройство не рассчитано на большой ток, и нам необходима лишь некоторая часть этого тока.

Принцип действия делителя тока основан на первом законе Кирхгофа – сумма токов сходящихся в узле равна нулю. Если провести аналогию с водой, то его  можно представить как русло реки, которое разветвляется на два более маленьких оттока.

 

Для нахождения токов I1 и I2 воспользуемся законом Ома, но для начала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного соединения. 

Делители тока применяются в измерительных устройствах, например при измерении больших токов. С помощью добавочного сопротивления – “шунта” расширяют предел измерения амперметра. Для этого, шунт подключается параллельно амперметру. В результате, через амперметр протекает ток, зная который, можно найти общий ток, протекающий в цепи. Обычно шунт имеет сопротивление меньше, чем амперметр, для того чтобы значительная часть тока ушла через него.

Выведем коэффициент деления (шунтирования) n. Будем считать, что параметры с индексом 1 принадлежат амперметру (прибору), а параметры с индексом 2 – шунту. Параметры без индексов общие.

Рассмотрим пример.

Амперметром с пределом измерения 1 А и внутренним сопротивлением 12 Ом, необходимо измерить ток в 3 А. Каким должно быть сопротивление шунта?

Из формулы для коэффициента шунтирования, выразим Rш 

Еще один пример

Каким станет новый предел измерения амперметра, после его шунтирования сопротивлением в 10 Ом, если старый предел был равен 0,5 А? Сопротивление измерительного механизма амперметра – 25 Ом.

Посчитаем коэффициент шунтирования 

Тогда новый предел измерения амперметра

 

Спасибо за внимание!

Рекомендуем — делитель напряжения

  • Просмотров: 15120
  • Вопросы проектирования делителя напряжения | Вращающиеся номера

    Цепь с общим резистором носит название делитель напряжения .

    В предыдущей статье мы разработали уравнение для деления напряжения,

    $v_{out} = v_{in}\,\dfrac{\text R2}{\text R1 + \text R2}$

    Вывод предполагает, что ток, утекающий от центрального узла, очень мал.

    В этой статье мы подвергаем сомнению это предположение и видим, как ведут себя реальные делители напряжения при наличии тока нагрузки.

    Автор сценария Вилли Макаллистер.


    Содержимое


    Куда мы направляемся

    Когда делитель напряжения подает ток на нагрузку, выходное напряжение ниже, чем уравнение делителя напряжения. Процентное падение зависит от того, где делитель работает в своем диапазоне, от $0$ до $v_{in}$.

    На точность делителя также влияет допуск двух резисторов.


    Делитель напряжения бесполезен, если его выход не подключен к чему-либо.Помните, в статье о делителях напряжения мы сделали предположение? Мы предположили, что ток, вытекающий из узла между двумя резисторами, равен $0$. Это позволило нам рассматривать $\text{R1}$ и $\text{R2}$, как если бы они были соединены последовательно, и мы разработали уравнение делителя напряжения. Давайте проверим, что произойдет, если это предположение неверно.

    Смотрим три важных дела,

    • Выходное напряжение в средней части делителя $($near $v_{in}/2)$
    • Выходное напряжение близко к $v_{in}$
    • Выходное напряжение около $0$

    Работа делителя напряжения вблизи среднего диапазона

    Чтобы начать это обсуждение, мы установили делитель напряжения с $\text{R1} = \text{R2}$.Когда резисторы имеют одинаковое значение, ожидаемое значение $v_{out}$ делителя напряжения составляет половину входного напряжения,

    $v_{out} = v_{in}\,\dfrac{\text R}{\text R + \text R} = v_{in}\,\dfrac{\cancel{\text R}}{2\ ,\отменить{\text R}}$

    $v_{out} = \dfrac{v_{in}}{2}$

    В идеальном случае ток $i_1$ стекает через $\text R1$ и продолжается через $\text R2$. Если мы подключим нагрузку к делителю, представленному резистором $\text R_{\text L}$, это приведет к тому, что небольшая часть $i_1$, назовем ее $i_\text L$, утечет из центральный узел, направляясь вправо через $\text R_\text L$.

    Делитель напряжения все еще работает с нагрузкой, или наша история с делителем напряжения рушится?

    Резистор $\text R_\text L$ действует как нагрузка на выходе делителя напряжения, то есть вызывает протекание тока $i_\text L$. Наличие $\text R_\text L$ означает, что $\text{R1}$ и $\text{R2}$ больше не являются строго последовательными.

    Мы хотим, чтобы $i_\text L$ было маленьким (нам нужно, чтобы оно было намного меньше, чем $i_1$ или $i_2$), поэтому давайте сделаем $\text{R}_{\text L}$ достаточно большим.Пусть $\text R_\text L$ в десять раз больше, чем $\text{R2}$,

    $\text{R}_{\text L} = 10\,\text{R2}$

    Посмотрите, что происходит с выходным напряжением при использовании этой высокоомной нагрузки.

    $\text{R2}$ и $\text{R}_{\text L}$ параллельны. Объедините два параллельных резистора, используя формулу параллельного резистора,

    $\text{R2} \parallel \text{R}_{\text L} = \dfrac{\text{R2}\cdot\text{R}_{\text L}}{\text{R2}+ \text{R}_{\text L}}$

    $\параллельный$

    Вертикальные черточки $\parallel$ — это сокращенное обозначение «параллельно с».

    $\dfrac{\text{R2}\cdot10\,\text{R2}}{\text{R2}+10\,\text{R2}} = \dfrac{10}{11}\,\text{ R2} = 0,91\,\text{R2}$

    Вот перерисованная версия нашего нагруженного делителя напряжения, показывающая эквивалентное сопротивление $\text R2$ параллельно с $\text R_\text L$,

    Нагрузочный резистор $10{\times}$ уменьшает сопротивление в нижней части делителя примерно на $9\%$.

    Как эта дополнительная нагрузка меняет выходное напряжение? Без нагрузки ожидаемый результат равен 0 долларов.5\,v_{in}$. С нагрузкой выходное напряжение становится,

    $v_{out} = v_{in}\, \dfrac{0,91\, \text R2}{\text R1 + 0,91\, \text R2} $

    Мы разработали разделитель с $\text R1 = \text R2$, поэтому все $\text R$ сокращаются,

    $v_{out} = v_{in}\, \dfrac{0,91}{1 + 0,91}$

    $v_{out} = v_{in}\, \dfrac{0,91}{1,91} = 0,48\,v_{in}$

    Выходное напряжение падает с $50\%$ до $48\%$ входного напряжения. Насколько велика эта ошибка?

    $\dfrac{0.48}{0,50} = 0,96 = 96\%$

    Фактический выход делителя напряжения ниже на $4\%$ по сравнению с заданным напряжением. Обратите внимание, что погрешность напряжения на $4\%$ значительно меньше, чем изменение сопротивления на $9\%$.

    Имеет ли значение несколько ошибок $\%$? Это только вам решать. Это зависит от того, насколько точным должен быть делитель напряжения для вашего приложения.

    Имитационная модель

    Имитационная модель делителя напряжения под нагрузкой. Откройте его в новой вкладке. Запустите рабочую точку DC на схеме как есть.Затем подключите провод от верхней части нагрузочного резистора к центральному узлу делителя напряжения. Снова запустите рабочую точку DC . На сколько изменится выходное напряжение.

    Исследуйте: измените значение $\text R_\text L$ и посмотрите, насколько изменится выходное напряжение.

    Самородок, который нужно убрать из этого анализа:
    Если эффективное сопротивление нагрузки в $10{\times}$ больше, чем сопротивление нижнего резистора в делителе напряжения, вы получите примерно «одну руку» ошибку $\%$ $(4-5 \%)$ в выходном напряжении.Этот результат действителен, когда выходное напряжение близко к центру своего диапазона (около $v_{\text{in}}/2$).

    Работа делителя напряжения вблизи крайних значений

    Если делитель напряжения работает вблизи крайних значений, а выходное напряжение близко либо к $v_{\text{in}}$, либо к $0$, процентная ошибка будет другой. Чтобы выяснить, насколько отличается, мы повторим анализ с выходным напряжением, установленным в $90\%$ и $10\%$ диапазона делителя. Мы сохраняем нагрузочный резистор в десять раз больше нижнего резистора, поэтому параллельная комбинация $\text R2$ и $\text R_{\text L}$ по-прежнему равна $0.91\,\текст R2$.

    Случай 1: 90% от $v_{in}$

    Пусть проектная цель для $v_{out}$ составляет $90\%$ от $v_{in}$, так что $v_{out}$ находится действительно высоко в своем диапазоне.

    Во-первых, нам нужно спроектировать делитель напряжения, чтобы получить выходной сигнал $90\%$. Мы делаем это, вычисляя $\text R2$ через $\text R1$ для делителя напряжения $90\%$,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = 0,90 = \dfrac{\text R2}{\text R1 + \text R2}$

    $0,90 \,(\text R1 + \text R2) = \text R2$

    $0.90 \,\text R1 = \text R2 — 0,90\,\text R2$

    $0.90 \,\text R1 = 0.10 \,\text R2$

    $\text R2 = \dfrac{0,90\,\text R1}{0,10} = 9\,\text R1$

    Это означает, что $\text R2$, резистор внизу, в $9$ больше, чем $\text R1$.

    Теперь загрузим схему $\text R_\text L$ и посмотрим, как изменится выходное напряжение.

    Делитель напряжения с $v_{out}= 90\%$ от $v_{in}$.

    Повторение выражения, которое мы получили выше для нагруженного делителя напряжения,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0.91\, \text R2}{\text R1 + 0,91\, \text R2} $

    В прошлый раз у нас было $\text R2 =\text R1$, но на этот раз $\text R2 = 9\,\text R1$,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0,91 \,(9\,\text R1)}{\text R1 + \text 0,91\,(9\,\text R1) }$

    Все $\text R1$ сокращаются, уходя,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0,91 \,(9)}{1 + 0,91\,(9)} = \dfrac{8,19}{9,19} = 0,89$

    Фактическое выходное напряжение составляет $89\%$ от $v_{in}$ вместо расчетного значения $90\%$.Таким образом, фактическое напряжение ниже ожидаемого всего на $1\%$.

    Имитационная модель

    Имитационная модель $v_\text{out} = 90\%$ от $v_\text{in}$. Выполните моделирование рабочей точки DC схемы как есть. Затем подключите провод от нагрузочного резистора к делителю напряжения. Выполните еще одну рабочую точку DC и посмотрите, как немного падает выходное напряжение.

    Случай 2: 10% от $v_{in}$

    Пусть $v_{out} = 10\%$ от $v_{in}$, поэтому $v_{out}$ находится в самом низком диапазоне.

    Выразите $\text R1$ через $\text R2$ для делителя напряжения $10\%$,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = 0,10 = \dfrac{\text R2}{\text R1 + \text R2}$

    $0.10 \,(\text R1 + \text R2) = \text R2$

    $0.10 \,\text R1 = \text R2 — 0.10\,\text R2$

    $0.10 \,\text R1 = 0.90 \,\text R2$

    $\text R1 = \dfrac{0,90\,\text R2}{0,10} = 9\,\text R2$

    $\text R1$, верхний резистор, в $9$ больше, чем $\text R2$.

    Теперь загрузим схему $\text R_\text L$ и посмотрим, что произойдет с выходным напряжением.

    Делитель напряжения с $v_{out}= 10\%$ от $v_{in}$.

    Выражение для нагруженного делителя напряжения остается прежним,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0,91\, \text R2}{\text R1 + 0,91\, \text R2} $

    Заменить $\text R1$ на $9\,\text R2$,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0,91 \,\text R2}{9\,\text R2 + \text 0,91\,\text R2}$

    Все $\text R2$ сокращаются,

    $\dfrac{v_{out}}{v_{in}} = \dfrac{0.91}{9 + 1} = \dfrac{0,91}{10} = 0,091$

    Фактическое выходное напряжение составляет $9,1\%$ от $v_{in}$ вместо ожидаемых $10\%$.

    Таким образом, фактическое напряжение ниже ожидаемого примерно на $\dfrac{10\% — 9,1\%}{10\%} = 9\%$.

    Эта ошибка довольно большая, в два раза больше, чем ошибка нагруженного делителя средних частот.

    Имитационная модель

    Имитационная модель делителя напряжения при $10\%$ от $v_\text{in}$. Запустите рабочую точку DC . Затем добавьте провод для подключения нагрузочного резистора к делителю.Снова запустите рабочую точку DC . Насколько изменяется выход делителя при нагрузке?

    Уроки от нагруженного делителя напряжения

    Если у вас есть $(10\times$$\text R2)$ нагрузочный резистор, потребляющий ток от делителя напряжения,

    • Около середины диапазона выходное напряжение снижается примерно на $4\%$.

    • Вблизи верхней границы диапазона ошибка намного меньше, около $1\%$.

    • В нижней части диапазона ошибка примерно удваивается по сравнению со средним диапазоном.Выходное напряжение на $9\%$ ниже ожидаемого.

    Ошибка управления делителем напряжения

    Если ваш проект требует, чтобы погрешность напряжения была значительно меньше, нагрузка должна быть значительно больше, чем $(10\times$$\text R2)$, например, дополнительные $10{\times}$ или больше. Вы можете получить дополнительные $10{\times}$ двумя способами. Увеличьте сопротивление нагрузки. Или перепроектируйте делитель напряжения, уменьшив $\text{R1}$ и $\text{R2}$ за счет большей мощности, рассеиваемой делителем напряжения.

    пример

    Предположим, у вас есть постоянный нагрузочный резистор $\text R_\text L = 10 \,\text k\Omega$, и вы не можете его изменить. Вы проектируете делитель напряжения для подключения к нагрузке. Ваш первый вариант — выбрать два резистора в $10$ меньше, чем нагрузочный резистор, или $\text R1 = \text R2 = 1\,\text k\Omega$.

    Вы обратили внимание на эту статью, в которой узнали об источниках погрешности делителя напряжения при подключенной к нему нагрузке. Вы проверяете, насколько «проседает» выходное напряжение делителя из-за нагрузки, и недовольны результатом.Вы хотите, чтобы напряжение проседало меньше и было ближе к $\text V_{\text{in}}/2$.

    Поскольку вы не можете изменить нагрузочный резистор, вы должны изменить $\text R1$ и $\text R2$. Для второй конструкции вы выбираете резисторы в $100$ меньше, чем нагрузочный резистор, или $\text R1 = \text R2 = 100\,\Omega$. Чем меньше $\text R1$ и $\text R2$, тем меньше влияние нагрузочного резистора на напряжение делителя. Мы говорим, что делитель напряжения «жестче». Платой за это является 10-кратное увеличение мощности, рассеиваемой делителем напряжения.

    Реальный допуск резистора влияет на точность

    Реальные резисторы всегда имеют допуск $\pm$ на их значение. Если точность критична для вашего приложения, используйте резисторы с жесткими допусками. Проверьте приемлемую производительность, проанализировав делитель напряжения, как мы сделали здесь, на крайних значениях допуска.

    Что такое никнейм?

    Мы упоминали прозвище этой схемы — делитель напряжения . Во многих ситуациях это именно то, что он делает.Однако мы показали, что при определенных условиях, когда делитель находится под нагрузкой, фактическое выходное напряжение несколько ниже, чем значение, предсказываемое уравнением делителя напряжения. Реальные делители строятся из резисторов с реальными допусками. Это также вносит ошибки в выходное напряжение. Урок: Назовите схему по ее имени, но помните, что — это всего лишь имя .

    Резюме

    Когда часть тока делителя напряжения отводится для управления нагрузкой, выходное напряжение будет немного ниже целевого значения, предсказанного уравнением делителя напряжения.

    Ошибка наибольшая, когда выходное напряжение близко к $0$.

    Разработайте делители напряжения на основе точности, требуемой вашим приложением.

    Делители напряжения

    — Electronics-Lab.com

    Введение

    Иногда требуется точное значение напряжения в качестве эталона или просто перед определенной стадией цепи, которая требует меньше энергии. Делители напряжения являются простым решением этой проблемы, поскольку они используют тот факт, что напряжение может падать на компонентах, соединенных последовательно.

    Самый распространенный тип делителя напряжения основан на последовательном соединении двух резисторов, мы подробно представляем этот тип конфигурации в первом разделе этого руководства.

    Сохраняя ту же архитектуру, резисторы можно заменить реактивными компонентами, такими как конденсаторы или катушки индуктивности. Эти различные типы делителей напряжения представлены в двух других разделах.

    Презентация

    рис. 1: Изображение резистивного делителя напряжения

    В Рисунок 1 мы представляем наиболее распространенную и простую конфигурацию резистивного делителя напряжения:

    В дальнейшем мы будем обозначать эту конфигурацию «R 1 -R 2 ».

    Прежде всего отметим, что согласно закону напряжения Кирхгофа В 1 + В 2 = В S . Это соотношение можно переписать по закону Ома в виде V S =(R 1 +R 2 )×I.

    Так как V 1 =R 1 ×I, V 2 =R 2 ×I, а I=V S /(R 1 +R 2 ), 10 получаем 90 Уравнение 1 следующие формулы делителя напряжения:

    Уравнение 1: Соотношения резистивного делителя напряжения

    Интересно отметить, что оба безразмерных коэффициента для V 1 и V 2 в уравнении 1 могут принимать значения от 0 до 1.Как следствие, оба сигнала V 1 и V 2 могут находиться в диапазоне от 0V до исходного значения V S .

    С помощью программы обработки данных можно нанести на график все возможные значения, которые V 1 или V 2 могут принимать в зависимости от R 1 и R 2 , например, как показано на рис. 2 . Для этого примера мы выбрали график V 2 с V S = 10 В и R 1 ,R 2 = [0;300] Ом.

    рис. 2: Карта возможных значений для V 2

    Часто источники напряжения или источники тока могут обеспечивать только фиксированное значение напряжения или тока. Однако некоторым этапам схемы требуются более низкие значения, чем обеспечивает источник.

    Простой делитель напряжения с правильно подобранными номиналами резисторов может обеспечить любое значение напряжения между 0 В и значением источника. Это хорошее решение для ослабления источника перед определенной ступенью.

    Другим применением, в котором подходят резистивные делители напряжения, является измерение высоких напряжений постоянного тока.Мы иллюстрируем этот подход на . Рисунок 3 :

    рис. 3: Процесс измерения высокого напряжения постоянного тока

    Обратите внимание, что форма резисторов добровольно изменена, чтобы отразить соотношение R 1 /R 2 .

    Чтобы защитить вольтметр (и его пользователя) от непосредственного измерения высокого напряжения V S , вольтметром, соответствующим R 2 /(R 1 +R 2 ), измеряется только небольшая часть ×V S . Затем дисплей корректируется путем умножения измерения на то же значение, на которое было разделено высокое напряжение.

    Например, если R 1 /R 2 = 99, вольтметр измеряет только 1% от V S . Затем вольтметр отобразит на экране точное значение V S путем умножения измерения на 100.

    Делитель напряжения с нагрузкой

    Рассмотрим теперь тот же делитель напряжения R 1 -R 2 , что и представленный на рис. рис. 4: Иллюстрация резистивного делителя напряжения при наличии выходной нагрузки

    Продемонстрируем выражение V 2 .Прежде всего, выразим эквивалентное сопротивление R eq параллельного объединения R 2 //R L :

    Затем мы применяем формулу делителя напряжения ( Уравнение 1 ) к делителю напряжения R 1 -R eq :

    Если развернуть и преобразовать это выражение, то получим V 2 как функцию R 1 , R 2 , R L и V S . Более того, если вместо этого выходная нагрузка подключена к клеммам R 1 , мы также можем записать выражение V 1 аналогично, чтобы получить обе формулы для делителя напряжения нагрузки:

    eq 2: Соотношения делителя напряжения с резистивной нагрузкой

    Сеть делителя напряжения

    Сеть делителя напряжения представляет собой объединение трех или более последовательно соединенных резисторов, которые действуют как делитель напряжения.На следующем рисунке 5 показана схема делителя напряжения с пятью резисторами:

    рис. 5: Схема резистивного делителя напряжения

    Если принять во внимание R серия =R 1 +R 2 +R 3 +R 4 +R 5 эквивалентное сопротивление для последовательного соединения резисторов, каждое напряжение определяется уравнением 3 :

    Уравнение 3: Выражения напряжения в сети с делителем напряжения

    Для сети с делителем напряжения с N резисторами Уравнение 3 остается в силе с R Серия =R 1 +R 2 +…+R N ​​ 1 .

    Мы должны завершить разделы о резистивных делителях напряжения, сказав, что они очень неэффективны, потому что резисторы рассеивают мощность за счет нагрева Дж . По очевидным причинам безопасности, связанным с этими потерями мощности, они используются только для маломощных приложений, таких как, например, в микроэлектронике для управления полевыми МОП-транзисторами и биполярными усилителями.

    Для приложений с большой мощностью предпочтительны реактивные делители напряжения, поскольку они не рассеивают большую мощность за счет джоулевого нагрева.

    Делители реактивного напряжения

    Альтернативные делители напряжения могут быть основаны на конденсаторе или катушке индуктивности вместо резистора, они известны как реактивные делители напряжения .

    Емкостные делители напряжения
    Емкостные делители напряжения

    основаны на той же архитектуре, что и представленная ранее в рис. 1 , за счет замены резисторов конденсаторами. Поскольку реактивное сопротивление конденсаторов определяется как 1/Cω , емкостные делители напряжения работают только в режиме переменного тока.

    Преимущество использования конденсаторов заключается в том, что они обеспечивают гораздо меньшие потери мощности на высоких частотах, чем резистор. Действительно, в специальном руководстве по сопротивлению переменному току мы видели, что импеданс переменного тока имеет тенденцию становиться намного выше импеданса постоянного тока для высоких частот из-за скин-эффекта .

    Кроме того, емкостные делители напряжения обычно используются для напряжений выше 100 кВ в действующем значении. Причина в том, что резистивные делители напряжения рассеивают слишком много тепла для высоких напряжений, в то время как идеальные или почти идеальные конденсаторы накапливают энергию в виде электрического поля и выделяют ее в цепи.

    Рис. 6: Иллюстрация емкостного делителя напряжения

    . Если мы обозначим V 1 , V 2 и V S среднеквадратичные значения напряжений, легко снова продемонстрировать, что они подчиняются тем же соотношениям, что и в . Уравнение 1 . Однако, поскольку импеданс здесь пропорционален 1/C, нижние индексы числителя меняются:

    Уравнение 4: Соотношения емкостного делителя напряжения

    Схема, аналогичная схеме (рис. 3) с заменой резисторов конденсаторами, подходит для измерения высоких напряжений переменного тока.Поскольку падение напряжения на конденсаторе пропорционально 1/C, на маленьком конденсаторе C 1 :

    произойдет большое падение напряжения. рис. 7: Процесс измерения высокого напряжения переменного тока
    Индуктивные делители напряжения

    Мы не встречаем в литературе термина «индуктивный делитель напряжения», а скорее называем эту схему автотрансформатором . Автотрансформатор представляет собой один индуктор с несколькими точками ответвления, которые можно рассматривать как несколько последовательно соединенных индукторов.

    В Рисунок 8 представлен автотрансформатор с одной промежуточной точкой отвода, который соответствует более простой конструкции и эквивалентен двум последовательно включенным индуктивностям:

    Рис. 8: Иллюстрация автотрансформатора (слева) и его эквивалента «индуктивный делитель напряжения» (справа)

    Если принять во внимание N 1 и N 2 количество обмоток в L 1 и L 2 , отношение напряжений просто определяется как В 2 / В 1 = N 2 / N 1 .

    Подобно емкостным делителям напряжения, автотрансформатор подходит для приложений большой мощности, поскольку катушки индуктивности накапливают энергию в виде магнитного поля и отдают ее в цепь, не производя рассеяния тепла.

    При изображении в виде эквивалентного «индуктивного делителя напряжения» формулы напряжения автотрансформатора задаются уравнением 5 :

    eq 5: Отношения автотрансформатора

    Обычно автотрансформаторы чаще всего используются в линиях электропередачи большой мощности для понижения или повышения напряжения.Понижающий и повышающий автотрансформаторы легко узнать по соотношению их первичной и вторичной обмотки:

    рис. 9: Понижающий и повышающий автотрансформаторы

    Заключение

    Любой делитель напряжения состоит как минимум из двух последовательно соединенных компонентов, в которых может произойти падение напряжения. Выходной сигнал берется между точкой отвода и точкой отсчета цепи (землей).

    Целью таких схем является получение меньшего значения выходного напряжения, чем источник питания V S , чтобы учесть динамику входного каскада схемы.Выходные данные соответствуют части источника между 0 и V S .

    Для приложений с низким энергопотреблением мы полагаемся на резистивные делители напряжения на основе резисторных компонентов. Мы подробно демонстрируем формулы выходного напряжения, модификацию, которую обеспечивает выходная нагрузка, и существование сетевых делителей напряжения, где множество резисторов могут быть соединены последовательно, чтобы одновременно обеспечить разные выходные напряжения.

    Недостатком резистивных делителей напряжения является то, что они не подходят для приложений с большой мощностью, таких как распределение электроэнергии.Для этой функции предпочтительны реактивные делители напряжения , поскольку они не рассеивают большое количество тепла, как резисторы.

    Делители реактивного напряжения делятся на две категории: емкостные и индуктивные, в зависимости от того, какой основной элемент используется. Для емкостных делителей напряжения конденсаторы соединены последовательно, и наибольшее падение напряжения происходит на самом маленьком конденсаторе, поскольку их реактивное сопротивление обратно пропорционально их емкости.

    Индуктивные делители напряжения чаще всего называют автотрансформаторами, самое большое падение напряжения происходит, как и в случае резистивных делителей напряжения, в самой большой катушке индуктивности, поскольку их реактивное сопротивление прямо пропорционально их индуктивности.

    В то время как емкостные делители напряжения в основном используются в мультиметрах для измерения высоких напряжений, индуктивные делители напряжения используются в распределительных сетях для понижения или повышения высоких напряжений с частотой 50 Гц. Типичным примером может быть то, что автотрансформаторы устанавливают связь между странами, которые не обязательно используют одинаковые напряжения в своих линиях электропередачи.

    Как спроектировать резисторный делитель напряжения [Шаг за шагом]

    Здравствуйте, ищете схему делителя напряжения? Практический дизайн, а не теория.Тогда добро пожаловать, здесь, в этом посте, я собираюсь поделиться тем, как спроектировать делитель напряжения.

    Конструкция делителя напряжения

    Делитель напряжения является очень простой схемой, если говорить о схемотехнике. Он играет ключевую роль, когда в одной и той же цепи требуются разные уровни напряжения. Как следует из названия, делитель напряжения, схема, которая делит входное напряжение на требуемые уровни.

    Делитель напряжения — это общий термин, можно использовать потенциометр для деления напряжения, но тип, который мы ограничим в этом посте, — деление напряжения на основе резисторов.

    Давайте посмотрим на этого парня.

    Посмотрите на этого парня, он чертовски уродлив и запутан. Я знаю, но это самый простой из всей схемотехники. Кстати, для этой схемы я использовал программу моделирования Multisim.

    Приведенная выше схема представляет собой простую форму делителя напряжения. Давайте посмотрим, как этот парень может запутать нас в разных формах.

    Выходное напряжение может быть между узлом и опорной землей, а может быть и разницей между двумя узлами (см. последнюю диаграмму).Независимо от того, сколько резисторов используется, помните, если они в конце соединяются последовательно, скорее всего, это может быть делитель напряжения.

    Существует множество способов его использования в зависимости от вашего приложения, но чаще всего он используется в качестве опорного напряжения. Проще говоря, его лучше всего использовать для создания эталонного уровня напряжения.

    Точность выходного напряжения поразительна, если мы хорошо играем при выборе нагрузки или номиналов резисторов. Выбор нагрузки — это то, что мы в основном не можем контролировать, но мы контролируем расчет значений сопротивления делителя.

    Хорошо!

    Давайте перейдем к самому дизайну.

    Но прежде давайте сначала выведем расчетное уравнение. Извините за мой плохой почерк ниже.

    Приведенная выше формула является основой процедуры проектирования. Попробуйте вывести его один раз сами и постарайтесь понять. Надеюсь, вам будет весело. Я знаю, некоторые из вас сказали бы: «Яман, это не забава, это чертовски скучная математика».

    Хорошо!

    Шаг 1: Определите выходное напряжение

    Первым шагом в разработке делителя напряжения является определение выходного напряжения.Например, для какого уровня напряжения вы хотите разработать схему делителя.

    В основном схема делителя используется для опорного напряжения. Допустим, нам нужно опорное напряжение 3,3 В для нашего приложения, тогда 3,3 В — это требуемый выход для схемы делителя.

    Всегда помните, делитель напряжения нельзя использовать для питания устройств. Он не предназначен для питания мощных устройств. Конечно, вы можете использовать его для маломощных устройств, таких как светодиоды.

    Причина в том, что он нестабилен.Мощным устройствам нужен большой ток, что означает сильный нагрев резистора R1. Это может привести к сгоранию плохого резистора.

    Итак, теперь у вас есть два известных значения: входное напряжение и выходное напряжение. Все, что у нас осталось, это два неизвестных номинала резисторов.

    Шаг 2: Расчет номиналов резисторов

    Это забавная задача. Теоретически вы можете разработать любую схему делителя напряжения, но на самом деле вы ограничены.

    Вы не можете выбрать случайные значения резисторов, потому что эти значения должны быть доступны на рынке для практической реализации схемы, т.е.е. они должны быть стандартными значениями.

    Например, вы выбираете случайные значения, заходите в магазин и обнаруживаете, что таких значений не существует. Поздравляю, вы только что разработали очень плохую схему делителя. Теперь некоторые из вас могут сказать: «Яман, мы можем использовать ряд и параллель, чтобы получить ценность нашего желания». Мой ответ, правда, очень верно. Но это сделает ваш дизайн уродливым, полным резисторов и потеряет много энергии.

    Нельзя использовать низкие значения резисторов. Причина в том, что нам не нужны потери мощности в цепи делителя.Мы хотим, чтобы это было просто как постоянное опорное напряжение.

    Теперь два вышеуказанных момента очень важны. Держите их в уме.

    Сначала выберите значение R2, затем вычислите значение R1.

    Выберите значения в килограммах. Не выбирайте низкие номиналы резисторов, это приведет к потере мощности в цепи.

    Думаю, пора привести несколько примеров, чтобы было немного понятнее.

    Пример: Разработайте схему делителя напряжения для требуемого выходного напряжения 5В, входного напряжения 10В.

    Во-первых, обратите внимание на входное и выходное напряжения, выходное напряжение составляет половину входного. Таким образом, имея в виду уравнение делителя напряжения, это возможно только в том случае, если .

    Во-вторых, попробуйте выбрать стандартные значения в пределах кОм. Итак, наилучшие значения для этого случая — 10 кОм.

    Возможны и многие другие значения, вы можете использовать и это. Но помните, что мы еще не подключили это к нагрузке, а нагрузка — еще один фактор, который следует учитывать при выборе номиналов для резисторов.


    Другие полезные посты

    Как работают делители напряжения | CircuitBread

    Прежде чем мы сможем углубиться в делители напряжения, важно иметь хорошее представление о том, что происходит с параллельными и последовательными резисторами. Как только вы поймете, как падает напряжение на резисторе, вы примерно на полпути к пониманию делителя напряжения. Если вам нужно напряжение в вашей цепи ниже, чем напряжение, которое обеспечивает ваш источник питания, вы можете использовать делитель напряжения.При этом используются два (или более!) резистора, соединенных последовательно, и узлы между резисторами будут иметь более низкое напряжение, чем входное. Напряжение зависит от номинала различных резисторов по сравнению друг с другом.

    Что такое делитель напряжения?

    Схема делителя напряжения

    Я уже говорил об этом, но повторю еще раз. Делитель напряжения — это буквально два последовательно соединенных резистора. Но самое главное то, что вы измеряете напряжение между этими резисторами (V OUT ), и оно будет меньше входного напряжения (V IN ).Чтобы точно определить, что это за выход, учитывая значения резисторов, вы используете следующее уравнение. Уравнение делителя напряжения

    • Во-первых, в знаменателе вы вычисляете общее сопротивление двух резисторов, R1 + R2.
    • Во-вторых, в числителе у вас есть номинал резистора, на котором вы хотите измерить напряжение, R2. По сути, вы устанавливаете процент сопротивления R2 от общего сопротивления R1 + R2.
    • В-третьих, вы умножаете этот процент на V IN .

    Из этого следует отметить две вещи:

    1. Если вы понимаете концепцию выполнения этого с двумя и понимаете, как/почему математика представляет это, очень легко увеличить количество резисторов, которые используются вместе. Все дело в процентах.
    2. Если R1 = R2, то V OUT равно V IN /2. Держите вещи красивыми и простыми.

    Если вы хотите перепроверить свою работу или сократить путь, мы создали инструмент, который поможет вам с делителями напряжения.

    Есть ли что-то еще, что я должен принять во внимание?

    Реальность сложна. Или хотя бы нюансы. Так да.

    Самая большая проблема

    Давайте представим, что у нас есть источник питания 5 В и два последовательно соединенных резистора по 10 кОм каждый, что делает напряжение между двумя резисторами равным 2,5 В.

    Снимок экрана инструмента делителя напряжения

    Теперь у нас есть устройство, которому требуется 2,5 В и в идеале потребляет 2,5 мА, или имеет эквивалентное сопротивление 1 кОм. Кидаем его на делитель напряжения и он не работает.Почему? Схематическая диаграмма делителя напряжения

    с 0,42 В

    Это потому, что мы полностью изменили схему с нашей нагрузкой! Вместо двух последовательно соединенных резисторов 10 кОм, это резистор 10 кОм, соединенный последовательно с эквивалентным резистором 909 Ом. Для источника 5 В это означает, что напряжение на самом деле составляет ~ 0,42 В, что на 2 В меньше, чем ожидалось.

    Parallel Equivalence Tool Screen Shot Инструмент делителя напряжения с сопротивлением 10 Ом Снимок экрана

    Вы можете обойти эту проблему, используя резисторы меньшего номинала. Вместо 10 кОм вы можете использовать резисторы на 10 Ом, что при нагрузке 1 кОм даст вам около 2.487 В, что всего на 0,013 В меньше идеальных 2,5 В. Но теперь у нас другая проблема.

    Схематическая диаграмма делителя напряжения с КПД 0,5 %

    С двумя резисторами 10 Ом, один из которых подключен параллельно нагрузке 1 кОм, мы имеем эквивалент 19,9 Ом между нашим источником напряжения и землей. Это 0,2513 ампер, или общая рассеиваемая мощность 1,257 Вт! Когда в реальности нашему устройству нужно всего 2,5В и 2,5мА, или 6,25 милливатт. Это означает, что наша вымышленная схема тратит около 1,25 Вт или около 0.5% эффективности. Итак, это компромисс между использованием больших резисторов и маленьких резисторов для вашего делителя напряжения. Эффективность против жесткости.

    Некоторые другие вопросы

    В зависимости от вашего приложения, если вам нужно точное напряжение, вам также потребуется очень точный, точный и стабильный вход напряжения, а также очень точный резистор. Таким образом, ваши расходы могут быть выше, чем первоначально предполагалось.

    Кроме того, вы можете получить более стабильное напряжение, используя стабилитрон.Мы не будем вдаваться в подробности, но стабилитроны — еще один относительно недорогой способ получить более низкое напряжение. У него есть свои проблемы, но это еще одна альтернатива простой и недорогой регулировке напряжения.

    Наконец, в реальной жизни потенциометр представляет собой делитель напряжения, который изменяет значения сопротивления в зависимости от того, где заканчивается ручка. Вы можете подключить микроконтроллер к потенциометру, и микроконтроллер периодически измеряет выходное напряжение, что дает вам возможность вручную вводить данные в этот контроллер.Это очень распространено. Но он также страдает от этого баланса между жесткостью и потерей мощности.

    Ну, черт. Есть ли польза от использования делителя напряжения?

    Несмотря на эти недостатки, есть приложения, в которых делитель напряжения — это именно то, что вам нужно. Делители напряжения чрезвычайно просты, и, если вы знаете, что такое входное напряжение, вы можете легко и недорого получить именно то напряжение, которое вам нужно. Пока оно ниже входного напряжения. Используя два резистора, которые в совокупности могут стоить вам гораздо меньше копейки, вы можете избежать использования надоедливого и дорогого источника питания.

    Одним из наиболее распространенных применений является установка опорного напряжения для АЦП. Если вы хотите взять образцы и сузить диапазон выборки для увеличения разрешения, вы можете установить опорное напряжение ниже напряжения питания.

    Резюме

    Делители напряжения могут быть очень полезными, но они более ограничены в своем использовании, чем можно было бы ожидать на первый взгляд. Но это не уменьшает важности их изучения и понимания того, как они работают, поскольку они часто встречаются в проектах, будь то преднамеренно или как побочный эффект какой-либо другой особенности дизайна.

    Плюсы:

    Минусы:

    • Не очень стабильный
    • Не очень жесткий
    • Ненужное или чрезмерное рассеивание мощности
    • Множество других опций
    900 Делители напряжения | Electronics Club Делители напряжения | Клуб электроники

    Следующая страница: Транзисторные схемы

    См. также: Преобразователи | Сопротивление | Импеданс | Напряжение и ток

    Что такое делитель напряжения?

    Делитель напряжения состоит из двух сопротивлений R1 и R2, соединенных последовательно через напряжение питания Vs.Напряжение питания делится между двумя сопротивлениями, чтобы получить выходное напряжение Vo, которое равно напряжению на резисторе R2.

    Важным применением делителей напряжения является подключение входных преобразователей к цепям.

    Выходное напряжение Vo зависит от размера R2 относительно R1:

    • Если R2 намного меньше , чем R1, Vo меньше (низкий, почти 0 В) потому что большая часть напряжения находится на резисторе R1.
    • Если R2 примерно такой же, как , как R1, Vo примерно вдвое меньше, чем потому что напряжение распределяется примерно поровну между R1 и R2.
    • Если R2 намного больше , чем R1, Vo больше (высокий, почти Vs) потому что большая часть напряжения находится на резисторе R2.

    Если вам нужно точное значение выходного напряжения Vo, вы можете использовать эту формулу:

    Выход делителя напряжения, Vo = Vs × R2
     R1 + R2

    Важно: с выхода течет незначительный ток.Это верно, если Vo подключен к устройству с высоким сопротивлением, такому как вольтметр или вход IC. Для получения дополнительной информации см. страницу об импедансе. Если выход подключен к транзистору, Vo не может стать большим больше 0,7 В, потому что переход база-эмиттер транзистора ведет себя как диод.

    Разделители потенциалов
    Делители напряжения

    также известны как делители напряжения , название, которое происходит от разности потенциалов (собственное название напряжения).



    Использование входного преобразователя (датчика) в делителе напряжения

    Большинство входных преобразователей (датчиков) изменяют свое сопротивление и обычно напряжение делитель используется для преобразования этого в переменное напряжение , которое более полезно. Сигнал напряжения может подаваться на другие части схемы, например, на вход микросхемы или транзисторный ключ.

    Датчик — одно из сопротивлений в делителе напряжения. Он может быть вверху (около +Vs) или внизу (около 0В), выбор определяется тем, когда вам нужно большое значение выходного напряжения Vo:

    • Поместите датчик в верхнюю часть (рядом с +Vs), если вы хотите большой Vo , когда датчик имеет малое сопротивление .
    • Поместите датчик в нижнюю часть (около 0 В), если вы хотите большой Vo , когда датчик имеет большое сопротивление .

    Далее вам нужно выбрать номинал резистора (R), который составляет делитель напряжения.

    Выбор номинала резистора

    Величина резистора R определяет диапазон (максимальное и минимальное значения) выходного напряжения Vo. Для достижения наилучших результатов вам нужно, чтобы Vo имел большой диапазон, и это достигается, если R намного больше, чем минимальное сопротивление датчика, но намного меньше его максимального сопротивления.

    Используйте мультиметр, чтобы найти минимальное и максимальное значения сопротивления датчика нет необходимости указывать точное значение, достаточно приблизительных значений. Затем используйте формулу для выбора номинала резистора R:

    R = квадратный корень из (Rмин × Rмакс)

    Rмин = минимальное сопротивление датчика
    Rmax = максимальное сопротивление датчика

    Выберите стандартное значение R, близкое к расчетному значению.

    Например, если ваш LDR имеет Rmin = 100 и Rmax = 1M: R = квадратный корень из (100 × 1M) = 10 тыс.

    Замена резистора и датчика

    Резистор и датчик можно поменять местами, чтобы инвертировать действие делителя напряжения. Например, LDR имеет высокое сопротивление в темноте и низкое сопротивление при ярком освещении:

    .
    • LDR вверху (около +Vs) делает Vo высоким при ярком свете .
    • LDR внизу (около 0 В) делает Vo высоким в темноте .

    Высокий свет при ярком свете
     

    Во в темноте



    Использование переменного резистора


    Следующая страница: Транзисторные цепи | Исследование


    Политика конфиденциальности и файлы cookie

    Этот веб-сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будут используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому другому. На этом веб-сайте отображаются рекламные объявления, если вы нажмете на это рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Никакая личная информация не передается рекламодателям. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить и контролировать файлы cookie из вашего браузера, пожалуйста, посетите сайт AboutCookies.org.

    electronicsclub.info © John Hewes 2022


    Хостинг этого веб-сайта принадлежит Freethought и я рад порекомендовать их за хорошую цену и отличное обслуживание клиентов.


     

    VPG — Фольгированные резисторы — Делители напряжения и сети

    7 2 Сети 8 1 2
    Сети Сети резисторов, делитель Резисторы высокоточного делителя напряжения Сквозное отверстие 0.005 2.0 100 20К
    Сети Резисторы Сети Высокоточные резисторы делителя напряжения Z-Foil Сквозное отверстие 0,005 0,05 2878 900 900
    Сети резисторов, делитель Сетки литые резисторы 2R, 3R, 4R Делители напряжения Мостовые схемы Аттенюаторы Сквозное отверстие 0.005 2.0 1 150К
    Сети Резисторные сети, делитель Сверхточный Z-фольговый делитель напряжения и сетевой резистор с отслеживанием TCR до 0,1 ppm/°C и согласованием сопротивления с точностью до ±0,005% (50 ppm) Сквозное отверстие 0,0005 0,05 5 100К
    Сети Сети резисторов Высокоточный литой делитель напряжения для поверхностного монтажа Для поверхностного монтажа 0.01 2.0 100 20К
    Сети Резисторные сети Высокоточный литой делитель напряжения для поверхностного монтажа Для поверхностного монтажа 0,01 0,05 70 100 8 27
    Сети Резисторы, фиксированные Высокоточный сетевой резистор с 4 резисторами для поверхностного монтажа, двухрядный, с отслеживанием TCR ≤0.5 ppm/°C, допуск 0,01 % и стабильность отношения 0,005 %
    Networks Resistor Networks Ultra High Precision 4 Resistor Surface Mount Hermetic Network Surface Mount 0,005 2,0 5
    Сети Резисторы, фиксированные Сверхвысокоточные 4 резистора для поверхностного монтажа, сетевые двухрядные литые корпуса Для поверхностного монтажа 0.01 0,05 100 10К
    Сети Сети Сверхточный резистор с перекидной микросхемой, специальная конструкция Монтаж на поверхность 0,01 0,05 1K 7
    Сети Сети резисторов, делитель Высокоточный резистор делителя напряжения Сквозное отверстие 0.005 2.0 1 150К
    Сети Сети резисторов, делитель Сверхточный резистор делителя напряжения Сквозное отверстие 0,005 0,2 8
    Сети Сети резисторов, делитель Герметичный, малый корпус, делители напряжения Сквозное отверстие 0.005 2.0 100 20К
    Networks Networks Networks Резисторные сети, делитель Низкий профиль Конформное покрытие высокого прецизионного напряжения для делителя напряжения через отверстие 0,01 2.0 100 20K
    Сети Сети резисторов, делитель Сверхвысокоточный низкопрофильный резистор делителя напряжения с конформным покрытием Сквозное отверстие 0.01 0,2 100 20К
    Сети Сети резисторов, делитель Миниатюрный делитель напряжения промышленного класса Сквозное отверстие 0,02 4,0 100

    Основы схемы делителя напряжения

    В этом уроке мы узнаем об одной из широко известных и используемых схем в электронике, т.е.е. Делитель напряжения или делитель потенциала. Мы увидим базовую схему делителя напряжения и проанализируем ее функциональность. Мы также рассмотрим формулу для калькулятора делителя напряжения (полученную из закона Ома) и, наконец, некоторые распространенные применения типичной схемы делителя напряжения.

    Введение

    В электронике есть много основных схем, которые могут выглядеть простыми на бумаге, но на практике служат большой цели. Одной из таких цепей является схема делителя напряжения, которую иногда называют схемой делителя потенциала.

    Прежде чем углубиться в понимание схемы делителя напряжения, давайте сначала возьмем проблему и посмотрим, как мы можем решить ее с помощью делителя потенциала.

    Рассмотрим микроконтроллер, работающий от источника питания 5 В. Для простоты пусть этим микроконтроллером будет Arduino (а ATmega328P на плате Arduino Uno требует питания 5 В).

    Теперь предположим, что вы хотите реализовать проект, в котором используется модуль Bluetooth (например, Бытовая техника с управлением по Bluetooth или Роботизированная рука на базе Bluetooth ).Одним из наиболее часто используемых модулей Bluetooth для проектов «сделай сам» является HC-05.

    Bluetooth-модуль HC-05 можно подключить к Arduino Uno с помощью связи UART, т. е. через контакты 0 и 1 Arduino Uno (RX и TX соответственно). Эти контакты должны быть подключены к соответствующим контактам TX и RX модуля Bluetooth HC-05. Но есть проблема.

    Если вы использовали этот модуль ранее или видели один из наших проектов, реализованных с использованием этого модуля, то вы, возможно, знакомы с его номинальной мощностью, т.е.е. работает от блока питания 3,3В. Это означает, что контакты RX и TX HC-05 работают на уровне 3,3 В.

    Обратите внимание, что некоторые модули HC-05 могут питаться от источника питания 5 В, так как они имеют встроенный стабилизатор напряжения 5–3,3 В. Но это ограничивается блоком питания и коммуникационными контактами, т.е. RX и TX по-прежнему работают на уровне 3,3 В.

    Это означает, что мы не можем напрямую подключить Arduino Uno и модуль Bluetooth HC-05, используя их контакты UART в качестве выхода 5V TX Arduino Uno (который должен быть подключен к 3.контакт 3V RX HC-05) может повредить периферийное устройство или, что еще хуже, полностью разрушить модуль.

    Обратите внимание, что TX Bluetooth-модуля HC-05 может быть подключен к RX Arduino Uno напрямую, так как выход TX модуля HC-05 составляет 3,3 В, и у Arduino Uno не будет проблем с этим. Проблема только в другом, т.е. 5V TX Arduino Uno на 3.3V RX HC-05.

    Итак, мы должны сначала преобразовать сигнал 5 В с контакта TX Arduino Uno в уровень 3,3 В, а затем подключить его к контакту RX Bluetooth-модуля HC-05.Здесь пригодится простая схема делителя напряжения.

    Что такое схема делителя напряжения?

    Цепь делителя напряжения или схема делителя потенциала — это простая электронная схема, которая преобразует более высокое входное напряжение в более низкое выходное напряжение с помощью всего лишь пары резисторов. Он часто используется в аналоговых схемах, таких как, например, схемы на основе операционных усилителей, где требуемое напряжение может быть переменным.

    На следующем рисунке показана простая схема делителя напряжения, состоящая из двух резисторов R1 и R2.VIN — входное напряжение, а VOUT — выходное напряжение, снятое с резистора R2.

    Таким образом, просто используя два резистора R1 и R2, мы можем преобразовать любое входное напряжение VIN в любое желаемое выходное напряжение VOUT, соответствующим образом выбрав значения R1 и R2.

    Уравнение делителя напряжения

    Формула для расчета выходного напряжения VOUT сети с делителем напряжения приведена ниже:

    VВЫХ = (VIN * R2) / (R1 + R2)

    Где, VIN = Входное напряжение

    ВВЫХ = Выходное напряжение

    R1 и R2 значения двух резисторов.

    Из приведенного выше уравнения формулы делителя напряжения мы можем подтвердить, что масштабный коэффициент для выходного напряжения определяется соотношением R2 / (R1 + R2) .

    Получение уравнения делителя напряжения

    В основе схемы делителя напряжения лежит закон Ома. Фактически, мы можем вывести уравнение делителя напряжения, просто используя закон Ома. Мы знаем, согласно закону Ома, что ток, протекающий в цепи, прямо пропорционален разности напряжения и потенциала в цепи.

    В приведенном выше утверждении константа пропорциональности представляет собой сопротивление цепи (или компонента).

    Используя закон Ома в приведенной выше схеме, мы можем рассчитать входное напряжение как

    VIN = I * R1 + I * R2 = I * (R1 + R2)

    Аналогично выходное напряжение

    VВЫХ = I * R2

    Если мы посмотрим на два приведенных выше уравнения, станет ясно, что ток в обоих уравнениях одинаков, и, следовательно, мы можем переписать приведенные выше уравнения следующим образом:

    I = VIN / (R1 + R2) и

    I = VВЫХ / R2

    Приравняв два вышеприведенных уравнения, получим

    VВЫХ / R2 = VIN / (R1 + R2)

    Наконец, VOUT = VIN * R2 / (R1 + R2)

    Пример

    Рассмотрим пример уравнения делителя напряжения.Пусть VIN равно 5 В, а значения R1 и R2 равны 10000 Ом (10 кОм) и 20000 Ом (20 кОм) соответственно. Из приведенного выше уравнения мы можем рассчитать значение VOUT следующим образом:

    Vвых = 5 * 20000 / (10000 + 20000)

    Ввых = 3,3 В

    Эта комбинация резистора R1, равного 10 кОм, и R2, равного 20 кОм, является одной из наиболее часто используемых схем делителя напряжения для преобразования сигнала уровня 5 В в сигнал уровня 3,3 В.

    Приложения

    Делители напряжения

    довольно часто используются как в аналоговых, так и в цифровых схемах.Некоторые из распространенных применений цепей делителя напряжения упомянуты ниже.

    Переключатели уровней

    Одним из основных применений делителя напряжения является сдвиг уровня. Как уже упоминалось во введении, если микроконтроллер и датчик работают при разных уровнях напряжения, то сработает простой переключатель уровня, состоящий из пары резисторов, сконфигурированных по принципу делителя напряжения.

    Типичным требованием является преобразование сигнала 5 В от микроконтроллера в сигнал 3.Сигнал 3В для датчика. Мы можем сделать это, просто используя два резистора 10 кОм и 20 кОм в качестве R1 и R2.

    ПРИМЕЧАНИЕ. Резистор 20 кОм не является обычным явлением, и вы можете использовать два резистора по 10 кОм последовательно. Альтернативой является использование резистора 1 кОм в качестве R1 и довольно распространенного резистора 2,2 кОм в качестве R2. В этом случае выходное напряжение будет 3,4 В, но оно будет допустимо датчиком.

    Потенциометры

    Потенциометр или просто потенциометр представляет собой переменный резистор с тремя выводами.С помощью потенциометра можно реализовать схему делителя напряжения с переменным выходным напряжением. Этого можно добиться, подключив входное напряжение к крайним контактам потенциометра, а выходное — через клемму стеклоочистителя.

    Путем регулировки положения движка потенциометра изменяется и выходное напряжение.

    0 comments on “Резистивный делитель напряжения: Эта страница ещё не существует

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.