Apa itu pembahagi voltan dan untuk apa ia digunakan
Definisi
Pembahagi voltan adalah peranti atau peranti yang menurunkan tahap voltan keluaran berbanding dengan input, sepadan dengan pekali penghantaran (ia akan selalu berada di bawah sifar). Dia mendapat nama ini kerana mewakili dua atau lebih bahagian rangkaian yang bersambung.
Mereka linear dan tidak linear. Dalam kes ini, yang pertama adalah rintangan aktif atau reaktif, di mana pekali penghantaran ditentukan oleh nisbah Undang-undang Ohm. Untuk pembahagi nonlinear yang jelas termasuk penstabil voltan parametrik. Mari lihat bagaimana peranti ini disusun dan mengapa ia diperlukan.
Jenis dan prinsip tindakan
Perlu diingat bahawa prinsip operasi pembahagi voltan pada amnya sama, tetapi bergantung pada unsur-unsur yang dikandungnya. Terdapat tiga jenis litar linear utama:
- resistif;
- kapasitif;
- induktif.
Pembahagi yang paling biasa pada perintang, kerana kesederhanaan dan kemudahan pengiraannya. Contohnya, dan pertimbangkan maklumat asas mengenai peranti ini.
Mana-mana pembahagi voltan mempunyai Uinput dan Uoutput jika terdiri daripada dua perintangjika terdapat tiga perintang, maka akan ada dua voltan keluaran, dan seterusnya. Anda boleh membuat sebilangan peringkat pembahagian.
Uinput sama dengan voltan bekalan, Uoutput bergantung pada nisbah perintang di lengan pembahagi. Sekiranya kita mempertimbangkan litar dengan dua perintang, maka bahagian atas, atau seperti yang disebut juga, lengan pelindapkejutan akan menjadi R1. Lengan bawah atau keluar akan R2.
Katakan kita mempunyai bekalan kuasa 10V, rintangan R1 adalah 85 Ohms, dan rintangan R2 adalah 15 Ohms. Perlu mengira Uoutput.
Kemudian:
U = I * R
Oleh kerana mereka dihubungkan secara bersiri, maka:
U1 = I * R1
U2 = I * R2
Kemudian jika anda menambahkan ungkapan:
U1 + U2 = I (R1 + R2)
Sekiranya kita menyatakan arus dari sini, kita mendapat:
Menggantikan ungkapan sebelumnya, kita mempunyai formula berikut:
Mari kirakan contoh kami:
Pembahagi voltan boleh dilakukan pada reaktansi:
- pada kapasitor (kapasitif);
- pada induktor (induktif).
Maka pengiraannya akan serupa, tetapi rintangan dikira menggunakan formula di bawah.
Untuk kapasitor:
Untuk induktansi:
Keanehan dan perbezaan jenis pembahagi ini adalah bahawa pembahagi resistif dapat digunakan dalam litar AC dan DC, dan kapasitif dan induktif hanya dalam litar AC, kerana hanya akan terjadi reaktansinya.
Menarik! Dalam Dalam beberapa kes, pembahagi kapasitif akan berfungsi dalam litar DC, contoh yang baik adalah penggunaan penyelesaian sedemikian dalam litar input bekalan kuasa komputer.
Penggunaan reaktansi disebabkan oleh kenyataan bahawa semasa operasi mereka, tidak banyak haba dibebaskan seperti ketika menggunakan perintang aktif (perintang) dalam struktur
Contoh penggunaan dalam litar
Terdapat banyak skema di mana pembahagi voltan digunakan. Oleh itu, kami akan memberikan beberapa contoh sekaligus.
Andaikan kita merancang tahap penguat pada transistor yang beroperasi di kelas A. Berdasarkan prinsip operasinya, kita perlu menetapkan voltan bias (U1) berdasarkan transistor sehingga titik operasinya berada pada segmen linier dari ciri I - V, sehingga arus melalui transistor tidak berlebihan. Katakan kita perlu memberikan arus asas 0.1 mA pada U1 0.6 Volt.
Kemudian kita perlu mengira rintangan di lengan pembahagi, dan ini adalah pengiraan terbalik berbanding dengan apa yang telah kita berikan di atas. Pertama sekali, mereka mencari arus melalui pembahagi. Agar arus beban tidak terlalu mempengaruhi voltan di bahunya, kami menetapkan arus melalui pembahagi kepada urutan magnitud lebih tinggi daripada arus beban dalam kes kami 1 mA. Bekalan kuasa membiarkannya 12 volt.
Maka rintangan total pembahagi adalah:
Rd = Bekalan U / I = 12 / 0.001 = 12000 Ohm
R2 / R = U2 / U
Atau:
R2 / (R1 + R2) = Kuasa U2 / U
10/20=3/6
20*3/6=60/6/10
R2 = (R1 + R2) * Kuasa U1 / U = 12000 * 0,6 / 12 = 600
R1 = 12000-600 = 11400
Periksa pengiraannya:
U2 = U * R2 / (R1 + R2) = 12 * 600/12000 = 7200/12000 = 0.6 Volt.
Bahu atas yang sesuai akan padam
U2 = U * R2 / (R1 + R2) = 12 * 11400/12000 = 136800/12000 = 11.4 Volt.
Tetapi ini bukan pengiraan keseluruhan. Untuk pengiraan pembahagi yang lengkap, adalah perlu untuk menentukan daya perintang agar tidak terbakar. Pada arus 1 mA, kuasa akan diperuntukkan untuk R1:
P1 = 11.4 * 0.001 = 0.0114 watt
Dan pada R2:
P2 = 0.6 * 0.001 = 0.000006 watt
Di sini ia boleh diabaikan, tetapi bayangkan daya apa yang diperlukan perintang jika arus pembahagi adalah 100 mA atau 1 A?
Untuk kes pertama:
P1 = 11.4 * 0.1 = 1.14 watt
P2 = 0.6 * 0.1 = 0.06 watt
Untuk kes kedua:
P1 = 11.4 * 1 = 11.4 watt
P2 = 0.6 * 1 = 0.6 watt
Itu sudah banyak angka untuk elektronik, termasuk untuk digunakan dalam penguat. Ini tidak berkesan, oleh itu, litar berdenyut saat ini digunakan, walaupun litar linier terus digunakan sama ada dalam pembinaan amatur atau dalam peralatan khusus dengan keperluan khas.
Contoh kedua ialah pembahagi untuk membentuk rujukan U untuk diod zener yang boleh disesuaikan TL431. Mereka digunakan dalam bekalan kuasa dan pengecas paling murah untuk telefon bimbit. Gambarajah sambungan dan formula pengiraan yang anda lihat di bawah. Dengan bantuan dua perintang, titik dengan rujukan U 2.5 volt dibuat di sini.
Contoh lain ialah penyambungan semua jenis sensor ke mikrokontroler. Mari kita pertimbangkan beberapa skema untuk menghubungkan sensor ke input analog mikrokontroler AVR yang popular, dengan menggunakan keluarga papan Arduino sebagai contoh.
Alat ukur mempunyai had pengukuran yang berbeza. Fungsi sedemikian juga direalisasikan menggunakan sekumpulan perintang.
Tetapi ini tidak menamatkan skop pembahagi voltan. Dengan cara ini voltan tambahan dapat dipadamkan sambil mengehadkan arus melalui LED, voltan mentol di garland juga diedarkan, dan anda juga dapat memberi kuasa pada beban rendah.
Pembahagi tidak linear
Kami menyebutkan bahawa pembahagi tidak linear merangkumi penstabil parametrik. Dalam bentuk termudah, ia terdiri daripada perintang dan diod zener. Diod zener dalam litar serupa dengan diod semikonduktor konvensional. Satu-satunya perbezaan adalah adanya ciri tambahan pada katod.
Pengiraan dibuat berdasarkan penstabilan diod Zener. Kemudian jika kita mempunyai diod zener 3.3 volt, dan bekalan kuasa 10 volt, maka arus penstabilan dibawa dari lembar data ke diod zener. Sebagai contoh, biarkan sama dengan 20 mA (0,02 A), dan arus beban 10 mA (0,01 A).
Kemudian:
R = 12-3.3 / 0.02 + 0.01 = 8.7 / 0.03 = 290 Ohm
Mari lihat bagaimana penstabil berfungsi. Diod zener dimasukkan dalam rangkaian dalam sambungan terbalik, iaitu, jika Uoutput lebih rendah daripada Ustabilisasi, arus tidak mengalir melaluinya. Apabila bekalan U meningkat ke penstabilan U, kerosakan longsoran atau terowong dari persimpangan PN berlaku dan arus mula mengalir melaluinya, yang disebut arus penstabilan. Ia dibatasi oleh perintang R1, di mana perbezaan antara input U dan penstabilan U ditekan. Sekiranya arus penstabilan maksimum terlampaui, kerosakan terma berlaku dan diod zener terbakar.
Ngomong-ngomong, kadangkala anda boleh menerapkan penstabil pada dioda. Voltan penstabilan akan sama dengan penurunan langsung diod atau jumlah penurunan dalam litar diod. Anda menetapkan arus yang sesuai untuk nilai nominal dioda dan untuk keperluan litar anda. Walaupun begitu, penyelesaian seperti ini jarang sekali digunakan. Tetapi peranti seperti itu pada diod lebih baik disebut limiter, bukan penstabil. Dan varian litar yang sama untuk litar AC. Oleh itu, anda mengehadkan amplitud isyarat berubah pada tahap penurunan langsung - 0.7V.
Oleh itu, kami mengetahui apakah pembahagi voltan ini dan mengapa ia diperlukan. Terdapat lebih banyak contoh di mana mana-mana varian litar yang dipertimbangkan digunakan, bahkan potensiometer pada dasarnya adalah pembahagi dengan pekali transmisi berubah-ubah yang tidak terhingga, dan sering digunakan bersama dengan perintang tetap. Walau apa pun, prinsip tindakan, pemilihan dan pengiraan elemen tetap tidak berubah.
Pada akhirnya, kami mengesyorkan menonton video di mana kami mengkaji dengan lebih terperinci bagaimana elemen ini berfungsi dan apa yang terdiri daripada:
Bahan berkaitan:
Memuat ...
