Elektronikā sprieguma dalītāja noteikums ir vienkāršs un vissvarīgākais elektroniskā shēma , ko izmanto, lai lielu spriegumu mainītu uz mazu spriegumu. Izmantojot tikai i / p spriegumu un divus sērijas rezistorus, mēs varam iegūt o / p spriegumu. Šeit izejas spriegums ir i / p sprieguma daļa. Labākais sprieguma dalītāja piemērs ir divi rezistori, kas ir savienoti virknē. Kad i / p spriegums tiek piemērots pāri rezistora pārim, un o / p spriegums parādīsies no savienojuma starp tiem. Parasti šos dalītājus izmanto, lai samazinātu sprieguma lielumu vai izveidotu atskaites spriegumu, un tos izmanto arī zemās frekvencēs kā signāla vājinātāju. Līdzstrāvas un relatīvi zemām frekvencēm sprieguma dalītājs var būt atbilstoši ideāls, ja to izgatavo tikai no rezistoriem, kur frekvences reakcija ir nepieciešama plašā diapazonā.
Kāds ir sprieguma dalītāja noteikums?
Definīcija: Elektronikas jomā sprieguma dalītājs ir pamata ķēde, ko izmanto, lai ģenerētu tā ieejas sprieguma daļu kā izeju. Šo ķēdi var veidot ar diviem rezistoriem, pretējā gadījumā ar jebkuru pasīvu komponentu kopā ar sprieguma avotu. Ķēdē esošos rezistorus var savienot virknē, savukārt pāri šiem rezistoriem ir pievienots sprieguma avots. Šo ķēdi sauc arī par potenciālo dalītāju. Ieejas spriegumu var pārraidīt starp diviem ķēdes rezistoriem tā, lai notiktu sprieguma sadalījums.
Kad lietot sprieguma dalītāja likumu?
Sprieguma dalītāja likums tiek izmantots ķēžu risināšanai, lai vienkāršotu risinājumu. Šī noteikuma piemērošana var arī pilnībā atrisināt vienkāršas ķēdes. Šī sprieguma dalītāja noteikuma galvenā koncepcija ir šāda: “Spriegums tiek sadalīts starp diviem rezistoriem, kas ir savienoti virknē tieši proporcionāli to pretestībai. Sprieguma dalītājs ietver divas svarīgas daļas, tās ir ķēde un vienādojums.
Dažādas sprieguma dalītāja shēmas
Sprieguma dalītājs ietver sprieguma avotu divu rezistoru virknē. Jūs varat redzēt dažādas sprieguma ķēdes, kas savilktas dažādos veidos, kā parādīts zemāk. Bet šie dažādas shēmas vienmēr jābūt vienādam.
Sprieguma dalītāja shēmas
Iepriekš minētajās dažādās sprieguma dalītāja ķēdēs R1 rezistors ir vistuvāk ieejas spriegumam Vin, un rezistors R2 ir vistuvāk zemes spailei. Sprieguma kritumu pret rezistoru R2 sauc par Vout, kas ir ķēdes dalītais spriegums.
Sprieguma dalītāja aprēķins
Apsvērsim šādu ķēdi, kas savienota, izmantojot divus rezistorus R1 un R2. Kur mainīgais rezistors ir savienots starp sprieguma avotu. Zemāk esošajā ķēdē R1 ir pretestība starp mainīgā bīdāmo kontaktu un negatīvo spaili. R2 ir pretestība starp pozitīvo spaili un bīdāmo kontaktu. Tas nozīmē, ka divi rezistori R1 un R2 ir virknē.
Sprieguma dalītāja noteikums, izmantojot divus rezistorus
Ohma likums nosaka, ka V = IR
No iepriekš minētā vienādojuma mēs varam iegūt šādus vienādojumus
V1 (t) = R1i (t) …………… (I)
V2 (t) = R2i (t) …………… (II)
Piemērojot Kirhofa sprieguma likumu
KVL norāda, ka tad, kad sprieguma algebriskā summa ap slēgto ceļu ķēdē ir vienāda ar nulli.
-V (t) + v1 (t) + v2 (t) = 0
V (t) = V1 (t) + v2 (t)
Tāpēc
V (t) = R1i (t) + R2i (t) = i (t) (R1 + R2)
Tādējādi
i (t) = v (t) / R1 + R2 ……………. (III)
III aizstāšana I un II vienādojumos
V1 (t) = R1 (v (t) / R1 + R2)
V (t) (R1 / R1 + R2)
V2 (t) = R2 (v (t) / R1 + R2)
V (t) (R2 / R1 + R2)
Iepriekš minētā shēma parāda sprieguma dalītāju starp diviem rezistoriem, kas ir tieši proporcionāls to pretestībai. Šo sprieguma dalītāja likumu var attiecināt uz ķēdēm, kas ir konstruētas ar vairāk nekā diviem rezistoriem.
Sprieguma dalītāja noteikums, izmantojot trīs rezistorus
Sprieguma dalīšanas noteikums virs divām rezistoru ķēdēm
V1 (t) = V (t) R1 / R1 + R2 + R3 + R4
V2 (t) = V (t) R2 / R1 + R2 + R3 + R4
V3 (t) = V (t) R3 / R1 + R2 + R3 + R4
V4 (t) = V (t) R4 / R1 + R2 + R3 + R4
Sprieguma dalītāja vienādojums
Sprieguma dalītāja kārtulas vienādojums tiek pieņemts, ja jūs zināt trīs vērtības iepriekš minētajā ķēdē, tās ir ieejas spriegums un divas rezistora vērtības. Izmantojot šādu vienādojumu, mēs varam atrast izejas spriegumu.
Vault = Vin. R2 / R1 + R2
Iepriekš minētais vienādojums norāda, ka Vout (o / p spriegums) ir tieši proporcionāls Vin (ieejas spriegumam) un divu rezistoru R1 un R2 attiecībai.
Resistīvais sprieguma dalītājs
Šī ir ļoti vienkārša un vienkārša shēma, kuru var noformēt, kā arī saprast. Pasīvā sprieguma dalītāja ķēdes pamatveidu var uzbūvēt ar diviem rezistoriem, kas savienoti virknē. Šī ķēde izmanto sprieguma dalītāja likumu, lai izmērītu sprieguma kritumu katrā sērijas rezistorā. Rezistīvā sprieguma dalītāja ķēde ir parādīta zemāk.
Rezistīvā dalītāja ķēdē divi rezistori, piemēram, R1 un R2, ir savienoti virknē. Tātad strāvas plūsma šajos rezistoros būs vienāda. Tāpēc tas nodrošina sprieguma kritumu (I * R) katrā pretestībā.
Resistive Type
Izmantojot sprieguma avotu, šai ķēdei tiek pievienots sprieguma padeve. Piemērojot šai ķēdei KVL un Ohma likumu, mēs varam izmērīt sprieguma kritumu visā rezistorā. Tātad strāvas plūsmu ķēdē var norādīt kā
Piemērojot KVL
VS = VR1 + VR2
Saskaņā ar Ohma likumu
VR1 = I x R1
VR2 = I x R2
VS = I x R1 + I x R2 = I (R1 + R2)
I = VS / R1 + R2
Strāvas plūsma caur virknes ķēdi ir I = V / R saskaņā ar Oma likumu. Tātad strāvas plūsma abos rezistoros ir vienāda. Tātad tagad var aprēķināt sprieguma kritumu visā R2 rezistorā ķēdē
IR2 = VR2 / R2
Vs / (R1 + R2)
VR2 = Vs (R2 / R1 + R2)
Līdzīgi sprieguma kritumu R1 rezistorā var aprēķināt kā
IR1 = VR1 / R1
Vs / (R1 + R2)
VR1 = Vs (R1 / R1 + R2)
Kapacitatīvie sprieguma dalītāji
Kapacitatīvā sprieguma dalītāja ķēde rada sprieguma kritumus pāri kondensatoriem, kas ir virknē savienoti ar maiņstrāvas padevi. Parasti tos izmanto, lai samazinātu ārkārtīgi augstu spriegumu zema izejas sprieguma signāla nodrošināšanai. Pašlaik šie atdalītāji ir piemērojami planšetdatoros, mobilajos tālruņos un displeja ierīcēs, kuru pamatā ir skārienekrāns.
Nepatīk kā pretestības sprieguma dalītāja shēmas, kapacitatīvie sprieguma dalītāji darbojas ar sinusoidālu maiņstrāvas padevi, jo sprieguma sadalījumu starp kondensatoriem var aprēķināt ar kondensatoru reaktīvās spējas palīdzībuC), kas ir atkarīgs no maiņstrāvas padeves biežuma.
Kapacitatīvais tips
Kapasitīvās reaktivitātes formulu var atvasināt kā
Xc = 1 / 2πfc
Kur:
Xc = kapacitatīvā reaktivitāte (Ω)
π = 3142 (skaitliskā konstante)
ƒ = frekvence, mērīta hercos (Hz)
C = Farads (F) izmērītā kapacitāte
Katra kondensatora reaktivitāti var izmērīt pēc sprieguma, kā arī maiņstrāvas padeves biežuma un aizstāt tos iepriekš minētajā vienādojumā, lai iegūtu ekvivalentus sprieguma kritumus katram kondensatoram. Kapacitatīvā sprieguma dalītāja ķēde ir parādīta zemāk.
Izmantojot šos sērijā savienotos kondensatorus, mēs varam noteikt RMS sprieguma kritumu katram kondensatoram pēc to reaktivitātes, kad tie ir savienoti ar sprieguma avotu.
Xc1 = 1 / 2πfc1 un Xc2 = 1 / 2πfc2
XCT= XC1+ XC2
VC1= Vs (XC1/ XCT)
VC2= Vs (XC2/ XCT)
Tilpuma dalītāji nepieļauj līdzstrāvas ievadi.
Vienkāršs kapacitatīvs vienādojums maiņstrāvas ieejai ir
Velve = (C1 / C1 + C2). Vī
Induktīvā sprieguma dalītāji
Induktīvie sprieguma dalītāji radīs sprieguma kritumus pāri spolēm, pretējā gadījumā induktori tiek sērijveidā savienoti ar maiņstrāvas padevi. Tas sastāv no spoles, kas citādi ir viena tinuma, kas ir sadalīta divās daļās visur, kur no vienas daļas saņem o / p spriegumu.
Labākais šī induktīvā sprieguma dalītāja piemērs ir automātiskais transformators, ieskaitot vairākus pieskāriena punktus ar tā sekundāro tinumu. Induktīvā sprieguma dalītāju starp diviem induktoriem var izmērīt, izmantojot induktora reaktivitāti, kas apzīmēta ar XL.
Induktīvais tips
Induktīvās reaktivitātes formulu var atvasināt kā
XL = 1 / 2πfL
‘XL’ ir induktīvā reaktivitāte, mērot omos (Ω)
π = 3142 (skaitliskā konstante)
‘Ƒ’ ir frekvence, kas mērīta hercos (Hz)
‘L’ ir induktivitāte, ko mēra Henrišā (H)
Divu induktoru reaktivitāti var aprēķināt, kad mēs zinām maiņstrāvas padeves biežumu un spriegumu un izmantojam tos caur sprieguma dalītāja likumu, lai iegūtu sprieguma kritumu katram induktoram. Induktīvā sprieguma dalītāja ķēde ir parādīta zemāk.
Izmantojot divus induktorus, kas ķēdē ir savienoti virknē, mēs varam izmērīt RMS sprieguma kritumus katram kondensatoram pēc to reaktivitātes, kad tie ir savienoti ar sprieguma avotu.
XL1= 2πfL1 un XL2= 2πfL2
XLT = XL1+ XL2
VL1 = Vs ( XL1/ XLT)
VL2 = Vs ( XL2/ XLT)
Maiņstrāvas ievadi var sadalīt ar induktīviem dalītājiem, pamatojoties uz induktivitāti:
Vout = (L2 / L1 + L2) * Vin
Šis vienādojums ir paredzēts induktoriem, kas nav savstarpēji mijiedarbojušies, un savstarpējā induktivitāte autotransformatorā mainīs rezultātus. DC ieeja var sadalīties, pamatojoties uz elementu pretestību saskaņā ar pretestības dalītāja likumu.
Sprieguma dalītāja piemēru problēmas
Sprieguma dalītāja piemēru problēmas var atrisināt, izmantojot iepriekš minētās rezistīvās, kapacitatīvās un induktīvās ķēdes.
1). Pieņemsim, ka mainīgā rezistora kopējā pretestība ir 12 Ω. Bīdāmais kontakts ir novietots vietā, kur pretestība tiek sadalīta 4 Ω un 8 Ω. Mainīgais rezistors ir savienots ar 2,5 V akumulatoru. Pārbaudīsim spriegumu, kas parādās visā voltmetrā, kas savienots mainīgā rezistora 4 Ω sekcijā.
Saskaņā ar sprieguma dalītāja likumu sprieguma kritumi būs,
Vout = 2,5 Vx4 Ohmi / 12 Omi = 0,83 V
2). Kad divi kondensatori C1-8uF un C2-20uF ir virknē savienoti ķēdē, RMS sprieguma kritumus var aprēķināt katram kondensatoram, kad tie ir savienoti ar 80Hz RMS barošanu un 80 voltiem.
Xc1 = 1 / 2πfc1
1/2 × 3,14x80x8x10-6 = 1 / 4019,2 × 10-6
= 248,8 omi
Xc2 = 1 / 2πfc2
1/2 × 3,14x80x20x10-6 = 1/10048 x10-6
= 99,52 omi
XCT = XC1 + XC2
= 248,8 + 99,52 = 348,32
VC1 = Vs (XC1 / XCT)
80 (248,8 / 348,32) = 57,142
VC2 = Vs (XC2 / XCT)
80 (99,52 / 348,32) = 22,85
3). Kad divi induktori L1-8 mH & L2-15 mH ir savienoti virknē, mēs varam aprēķināt RMS sprieguma kritumu katram kondensatoram, kad tie ir pievienoti 40 voltu, 100Hz RMS barošanai.
XL1 = 2πfL1
= 2 × 3,14x100x8x10-3 = 5,024 omi
XL2 = 2πfL2
= 2 × 3,14x100x15x10-3
9,42 omi
XLT = XL1 + XL2
14.444 omi
VL1 = Vs (XL1 / XLT)
= 40 (5,024 / 14,444) = 13,91 volts
VL2 = Vs (XL2 / XLT)
= 40 (9,42 / 14,444) = 26,08 volti
Sprieguma pieskaršanās punkti sadalītāja tīklā
Kad rezistoru skaits ir virknē savienots ar sprieguma avotu Vs ķēdē, dažādus sprieguma pieskaršanās punktus var uzskatīt par A, B, C, D un E
Kopējo pretestību ķēdē var aprēķināt, saskaitot visas pretestības vērtības, piemēram, 8 + 6 + 3 + 2 = 19 kilo-omi. Šī pretestības vērtība ierobežos strāvas plūsmu visā ķēdē, kas ģenerē sprieguma padevi (VS).
Dažādi vienādojumi, ko izmanto, lai aprēķinātu sprieguma kritumu rezistoros, ir VR1 = VAB,
VR2 = VBC, VR3 = VCD un VR4 = VDE.
Sprieguma līmeņus katrā pieskaršanās punktā aprēķina attiecībā pret GND (0V) spaili. Tāpēc sprieguma līmenis “D” punktā būs līdzvērtīgs VDE, turpretim “C” punkta sprieguma līmenis būs ekvivalents VCD + VDE. Šeit sprieguma līmenis punktā ‘C’ ir divu sprieguma kritumu daudzums divos rezistoros R3 un R4.
Tātad, izvēloties atbilstošu rezistoru vērtību kopu, mēs varam veikt virkni sprieguma kritumu. Šiem sprieguma kritumiem būs relatīvā sprieguma vērtība, ko iegūst tikai no sprieguma. Iepriekš minētajā piemērā katra o / p sprieguma vērtība ir pozitīva, jo sprieguma padeves negatīvā spaile (VS) ir savienota ar zemes spaili.
Sprieguma dalītāja pielietojums
The balsojumu dalītāja lietojumi iekļaujiet sekojošo.
- Sprieguma dalītāju izmanto tikai tur, kur spriegumu regulē, samazinot noteiktu spriegumu ķēdē. To galvenokārt izmanto šādās sistēmās, kur energoefektivitāte nav obligāti jāņem vērā nopietni.
- Mūsu ikdienas dzīvē sprieguma dalītāju visbiežāk izmanto potenciometros. Labākie potenciometru piemēri ir skaļuma regulēšanas poga, kas piestiprināta pie mūsu mūzikas sistēmām un radio tranzistoriem utt. Potenciometra pamatkonstrukcijā ir trīs iepriekš redzamās tapas. Tajā divi tapas ir savienotas ar rezistoru, kas atrodas potenciometra iekšpusē, un atlikušais tapa ir savienots ar noslaucīšanas kontaktu, kas slīd uz rezistora. Kad kāds maina potenciometra pogu, spriegums parādīsies pāri stabilajiem kontaktiem un noslaukot kontaktu saskaņā ar sprieguma dalītāja likumu.
- Sprieguma dalītājus izmanto signāla līmeņa pielāgošanai, pastiprinātāju aktīvo ierīču sprieguma mērīšanai un aizspriedumiem. Multimetrs un Wheatstone tilts ietver sprieguma dalītājus.
- Sensora pretestības mērīšanai var izmantot sprieguma dalītājus. Lai izveidotu sprieguma dalītāju, sensors tiek savienots virknē ar zināmu pretestību, un visā sadalītājā tiek izmantots zināms spriegums. The analogais ciparu pārveidotājs mikrokontrollera savienojums ir savienots ar dalītāja centrālo krānu, lai varētu izmērīt krāna spriegumu. Izmantojot zināmo pretestību, var aprēķināt izmērīto sprieguma sensora pretestību.
- Sprieguma dalītājus izmanto sensora, sprieguma, loģiskā līmeņa novirzīšanas un signāla līmeņa regulēšanas mērījumos.
- Parasti rezistora dalītāja likumu galvenokārt izmanto, lai iegūtu standartspriegumus, pretējā gadījumā samazinot sprieguma lielumu, tāpēc mērīšana ir ļoti vienkārša. Turklāt tie darbojas kā signāla vājinātāji zemā frekvencē
- To lieto ārkārtīgi mazāku frekvenču un līdzstrāvas gadījumā
- Kapacitatīvais sprieguma dalītājs, ko izmanto enerģijas pārvadei, lai kompensētu slodzes kapacitāti un augstsprieguma mērījumus.
Tas ir viss par sprieguma dalījumu ar ķēdēm, šis noteikums ir piemērojams gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas sprieguma avotiem. Turklāt jebkādas šaubas par šo koncepciju vai elektronika un elektriskie projekti , lūdzu, sniedziet atsauksmes, komentējot komentāru sadaļā zemāk. Šeit ir jautājums jums, kāda ir sprieguma dalītāja noteikuma galvenā funkcija?
