Меню

Делитель напряжения для чего используется

Как рассчитать делитель напряжения

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

Определение

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

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

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

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

Делитель на резисторах

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

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

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

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

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

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

Отсюда можно сделать вывод о величине на обоих концах цепи:

Далее можно определить значение тока в цепи, используя выражение:

Значение напряжения на каждом резисторе вычисляется по отдельным формулам:

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

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

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

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

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

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

Далее отдельно вычислим значение падения напряжения:

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

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

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

Делитель на конденсаторах

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

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

Данная формула состоит из следующих значений:

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

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

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

Дополнение схем

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

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

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

Заключение

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

Видео по теме

Источник

Что такое делитель напряжения и где он используется

Потенциометр — это компактное устройство, состоящее из корпуса, внутри которого находится дорожка из графита и регулируемый скользящий контакт, который можно перемещать влево-вправо по дорожке поворотом ручки. Также имеется контактная площадка с тремя контактами.

Обратите внимание: сопротивление графитовой дорожки в потенциометре точно задано производителем.

При использовании устройства можно использовать только два контакта: средний и один из крайних. И в данном случае у нас получится переменный резистор. Однако если подключить два крайних контакта к источнику питания, то со среднего контакта мы сможем снимать поделенное напряжение.

Важный момент : каким бы ни было «штатное» сопротивление у потенциометра, делить напряжение он в любом случае будет одинаково.

Как устроен делитель напряжения

По сути, потенциометр — это то же самое, что и пара соединенных последовательно резистора, только поворотом ручки на потенциометре мы меняем сопротивление этих резисторов, а два обычных резистора, которые соединены между собой последовательно, «намертво» зафиксированы на одном сопротивлении.

Читайте также:  Управляющие напряжение однополупериодного выпрямителя

Для примера: пара резисторов по 500 килоом (кОм) — это то же самое, что и потенциометр на 1 мегаом (МОм) с ручкой, установленной посередине.

Соответственно, два резистора по 2,5 кОм — это же самое, что и потенциометр на 5 кОм с ручкой, установленной по центру.

Таким образом, заменив резистор с одним сопротивлением на иной, меняется и поделенное напряжение. Чтобы точно рассчитать делитель, для удобства можно воспользоваться формулой, которая представлена на картинке ниже.

Если мы подключим любую нагрузку к делителю напряжения, то у нас получится параллельное соединение сопротивлений (сопротивление установленного резистора и сопротивление нагрузки).

Где можно использовать делитель напряжения

Чтобы мы не запитывали через делитель, напряжение всегда будет сильно падать. При этом резисторы еще и греются. Зачем вообще тогда нужен делитель?

Для подключения нагрузок он, конечно, никуда не годится. Проще просто ограничивать ток с помощью одного резистора или использовать стабилитрон.

Однако для сигнального тока делитель просто незаменим. Например, потенциометрами меняют громкость звуковых сигналов в усилителях. Громкость меняется как раз потому, что происходит деление напряжения звукового сигнала.

Также при помощи делителей напряжения можно создавать обратные связи в преобразователях и блоках питания.

Видео по теме

Источник

Делитель напряжения: устройство, принцип работы, назначение

Определение

Делитель напряжения — это устройство или устройство, которое понижает уровень выходного напряжения относительно входного напряжения пропорционально коэффициенту передачи (он всегда будет меньше нуля). Он получил такое название, потому что представляет собой два или более последовательно соединенных участка цепи.

Они бывают линейными и нелинейными. В данном случае первые являются активными или реактивными сопротивлениями, в которых коэффициент передачи определяется соотношением закона Ома. К ярко выраженным нелинейным делителям относятся параметрические стабилизаторы напряжения. Посмотрим, как работает это устройство и зачем оно нужно.

Зачем он нам нужен?

Во многих проектах нам иногда нужно разделить напряжение. Одна из самых простых форм — делитель напряжения. Обычно это два последовательно включенных резистора. Входное напряжение «Vin» проходит через резисторы «R1» и «R2» и идет на землю. Разделенное напряжение берется между подключением резисторов «R1» и «R2». Это напряжение зависит от номиналов резисторов «R1» и «R2» и от входного напряжения «Vin».

Википедия: «Делитель напряжения — это конфигурация электрической цепи, которая делит напряжение источника на несколько последовательно соединенных резисторов.

Пример: мы используем делитель напряжения в моем проекте Arduino Multimeter. Нам это нужно, потому что максимальное напряжение, которое мы можем передать на вход Arduino, составляет 5 вольт. Например, если мы хотим измерить 40 вольт, мы не можем подключить 40 вольт напрямую к аналоговому входу Arduino, поэтому мы должны снизить напряжение. Вот почему мы используем делитель напряжения. В этом примере, чтобы подключить 40 вольт к Arduino, нам нужно выбрать резисторы «R1» и «R2» так, чтобы выход «Vout» не превышал 5 вольт. Мы можем использовать этот калькулятор делителя напряжения для расчета значений сопротивления. Нам нужно ввести входное напряжение «Vin» и значения резисторов, и мы увидим выходное напряжение «Vout». Изменяя номиналы резисторов, мы можем получить необходимое нам выходное напряжение «Vout». В случае с ардуино «Vout» не должен превышать 5 вольт.

Назначение и применение

Для преобразования переменного напряжения используется трансформатор, благодаря которому можно поддерживать достаточно высокое значение тока. Если необходимо подключить к электрической цепи нагрузку, потребляющую небольшой ток (до сотен мА), можно использовать преобразователь трансформатора напряжения (U.

В таких случаях можно использовать более простой делитель напряжения (ДН), стоимость которого значительно ниже. После получения необходимого значения U его распрямляют и подают питание потребителю. При необходимости, выходной каскад Power Boost должен использоваться для увеличения тока (I). Кроме того, есть делители и постоянная U, но эти модели используются реже других.

DN часто используются для зарядки различных устройств, где необходимо добиться более низких значений U и токов 220 В для разных типов батарей. Кроме того, устройства подразделения U целесообразно использовать для создания электроизмерительных приборов, компьютерной техники, а также лабораторных импульсных и обычных источников питания.

Виды и принцип действия

Сразу стоит отметить, что принцип работы делителя напряжения в целом одинаковый, но зависит от элементов, из которых он состоит. Есть три основных типа линейных цепей:

Самый распространенный делитель на резисторах, благодаря простоте и удобству расчета. На его примере рассмотрим основную информацию об этом устройстве.

У любого делителя напряжения есть Uinput и Uoutput, если он состоит из двух резисторов, если резисторов три, то будет два выходных напряжения и так далее. Может быть выполнено любое количество шагов разделения.

Uвход равен напряжению питания, Uвыход зависит от соотношения резисторов в плечах делителя. Если рассматривать схему с двумя резисторами, верхним демпфирующим плечом, или как его еще называют, будет R1. Нижнее или выходное плечо будет R2.

Допустим, у нас есть блок питания 10В, сопротивление R1 — 85 Ом, а сопротивление R2 — 15 Ом. Необходимо рассчитать выход.

Поскольку они соединены последовательно, поэтому:

Итак, если вы добавите выражения:

Если выразить ток отсюда, мы получим:

Подставляя предыдущее выражение, получаем следующую формулу:

Посчитаем для нашего примера:

Делитель напряжения также может быть изготовлен на реакторах:

  • на конденсаторах (емкостных);
  • на индукторах (индуктивная).

Тогда расчеты будут аналогичными, но сопротивления рассчитываются по следующим формулам.

Особенностью и отличием этих типов делителей является то, что резистивный делитель можно использовать в цепях переменного и постоянного тока, а емкостной и индуктивный — только в цепях переменного тока, потому что только тогда сработает их реактивное сопротивление.

Интересно! В некоторых случаях емкостной делитель будет работать в цепях постоянного тока, хорошим примером является использование такого решения во входной цепи компьютерных блоков питания.

Использование реактивного сопротивления связано с тем, что при работе они не выделяют такое количество тепла, как при использовании в конструкциях активных резисторов (резисторов

Преимущества и недостатки

Основными недостатками резистивного ДН являются невозможность использования его в высокочастотных цепях, значительное падение напряжения на резисторах и снижение мощности. В некоторых схемах необходимо подбирать мощность резисторов, так как наблюдается значительный нагрев.

Читайте также:  Как понизить напряжение сопротивлением калькулятор

В большинстве случаев в цепях переменного тока используются DN с активной (резистивной) нагрузкой, но с использованием компенсирующих конденсаторов, подключенных параллельно каждому из резисторов. Такой подход снижает тепловыделение, но не устраняет основной недостаток потери мощности. Преимущество — использование в цепях постоянного тока.

Чтобы исключить потери мощности на резистивном ДН, активные элементы (резисторы) следует заменить на емкостные. Емкостной элемент по сравнению с резистивным ДН имеет ряд преимуществ:

  1. используется в цепях переменного тока;
  2. Нет перегрева;
  3. Снижаются потери мощности, так как конденсатор не имеет мощности, в отличие от резистора;
  4. возможно применение в высоковольтных источниках питания;
  5. Высокий КПД (COP);
  6. Незначительные потери I.

Недостатком является невозможность использования в схемах с постоянным U. Это связано с тем, что конденсатор в цепях постоянного тока не имеет емкостного сопротивления, а действует только как емкость.

Индуктивный ДН в цепях с переменной составляющей также имеет ряд преимуществ, но может применяться и в цепях с постоянным значением U. Катушка индуктивности имеет сопротивление, но из-за индуктивности этот вариант не подходит, так как он не является значительным падением U. Основные преимущества резистивного типа перед ДН:

  1. Применение в сетях с переменным U;
  2. Незначительный нагрев элементов;
  3. В цепях переменного тока меньше потерь мощности;
  4. Относительно высокий КПД (выше емкостного);
  5. Использование в высокоточном измерительном оборудовании;
  6. В нем меньше ошибок;
  7. Нагрузка, подключенная к выходу делителя, не влияет на коэффициент деления;
  8. Потери тока меньше, чем у емкостных делителей.

К недостаткам можно отнести следующее:

  1. Применение в сетях постоянного тока приводит к значительным потерям тока. Кроме того, напряжение резко падает из-за расхода электроэнергии на индуктивность.
  2. Выходной сигнал изменяется в соответствии с частотными характеристиками (без использования мостового выпрямителя и фильтра.
  3. Не применяется в цепях переменного тока высокого напряжения.

Примеры использования в схеме

Существует множество схем, в которых используются делители напряжения. Поэтому мы приведем сразу несколько примеров.

Предположим, мы проектируем усилительный каскад на транзисторе, работающем в классе A. В соответствии с принципом его работы мы должны установить такое напряжение смещения (U1) на основе транзистора так, чтобы его рабочая точка была линейным сегментом I — V характеристика, при этом ток через транзистор не был чрезмерным. Допустим, нам нужно обеспечить базовый ток 0,1 мА при U1 0,6 Вольт.

Итак, нам нужно рассчитать сопротивление в плечах делителя, и это обратный расчет тому, что мы дали выше. Прежде всего найдите ток через делитель. Чтобы ток нагрузки не сильно влиял на напряжение на ее плечах, выставляем ток на делителе на порядок выше, чем ток нагрузки в нашем случае, 1 мА. Пусть блок питания будет 12 Вольт.

Тогда полное сопротивление делителя будет равно:

Rd = Мощность / I = 12 / 0,001 = 12000 Ом

R2 = (R1 + R2) * U1 / U мощность = 12000 * 0,6 / 12 = 600

U2 = U * R2 / (R1 + R2) = 12 * 600/12000 = 7200/12000 = 0,6 Вольт.

Соответствующее верхнее плечо выключится

U2 = U * R2 / (R1 + R2) = 12 * 11400/12000 = 136800/12000 = 11,4 Вольт.

Но это еще не весь расчет. Для полного расчета делителя необходимо определить мощность резисторов, чтобы они не сгорели. При токе 1 мА на R1 будет выпущено питание:

Здесь это ничтожно мало, но представьте, сколько мощности потребовалось бы резисторам, если бы ток делителя был 100 мА или 1 А?

Это уже немалые цифры для электроники, даже для использования в усилителях. Это неэффективно, поэтому в настоящее время используются импульсные схемы, хотя линейные продолжают использоваться как в любительских проектах, так и в специальном оборудовании с особыми требованиями.

Второй пример — делитель для формирования Uref регулируемого стабилитрона TL431. Они используются в более дешевых блоках питания и зарядных устройствах для мобильных телефонов. Ниже вы можете увидеть схему подключения и формулы расчета. С помощью двух резисторов здесь создается точка с Uref 2,5 вольт.

Другой пример — подключение к микроконтроллерам всевозможных датчиков. Рассмотрим различные схемы подключения датчиков к аналоговому входу популярного микроконтроллера AVR на примере плат семейства Arduino.

Измерительные приборы имеют разные диапазоны измерения. Эта функция также выполняется с помощью группы резисторов.

Но на этом сфера применения делителей напряжения не заканчивается. Так гаснут лишние вольты при ограничении тока через светодиод, напряжение также распределяется между лампочками в гирлянде, а еще можно запитать маломощную нагрузку.

Как работает делитель напряжения на практике

Итак, у нас есть эти два резистора и наш любимый мультиметр:

Замеряем сопротивление маленького резистора R1 = 109,7 Ом.

Замеряем сопротивление большого резистора R2 = 52,8 Ом.

Ставим на блок питания ровно 10 вольт. Измеряем напряжение мультиметром.

Цепляем блок питания на эти два резистора, впаянных последовательно. Напомню, что на колодке ровно 10 вольт. Показания амперметра на блоке питания тоже немного неточны. В будущем мы также будем измерять силу тока с помощью мультиметра.


Мы измеряем падение напряжения на большом резисторе номиналом 52,8 Ом. Мультиметр показал 3,21 вольт.


Измеряем напряжение на небольшом резисторе 109,7 Ом. На него падает напряжение 6,77 вольт.


Ну, с математикой, думаю, у всех все в порядке. Сложите эти два значения напряжения. 3,21 + 6,77 = 9,98 Вольт. А что случилось с 0,02 вольта? Удаляем погрешность щупов и средств измерений. Вот хороший пример того, как нам удалось разделить напряжение на два разных напряжения. Опять же, мы проверили, что сумма падений напряжения на каждом резисторе равна напряжению питания, приложенному к этой цепи.

Сила тока в цепи при последовательном соединении резисторов

Убедимся, что сила тока при последовательном включении резисторов везде одинакова. Как измерить силу тока постоянного напряжения я писал здесь. Как видите, мультиметр показал значение 0,04 А или 40 мА в начале цикла, в середине цикла и даже в конце цикла. Где бы мы ни разорвали нашу цепь, везде одинаковое значение силы тока.

Расчет делителя напряжения на резисторах

Чтобы сделать и рассчитать простейший делитель напряжения, просто соедините последовательно два резистора и подключите их к источнику питания. Эта схема очень распространена и используется более чем в 90% случаев.

Вход схемы имеет два контакта, а выход — три. При одинаковых значениях сопротивлений R1 и R2 выходные напряжения Uout1 и Uout2 равны и составляют половину значения входного Uin. Также вывод U можно снять с любого из резисторов — R1 или R2. Если сопротивления не совпадают, на выходе U будет резистор большего размера.

Читайте также:  Линейная зависимость сопротивления от напряжения

Точное соотношение между Uout1 и Uout2 рассчитывается со ссылкой на закон Ома. Резисторы вместе с источником питания образуют последовательную цепь, поэтому величина электрического тока, протекающего через R1 и R2, определяется отношением напряжения питания Uin к сумме сопротивлений:

Обратите внимание, что чем больше сумма сопротивлений, тем меньше ток I при том же Uin.

Также по закону Ома, подставляя текущее значение, находим Uout1 и Uout2:

Подставляя значение самой первой формулы в последние две формулы, мы находим значение выхода U как функцию входа и сопротивлений двух резисторов

Формула делителя напряжения

Это несложное упражнение, но очень важное для понимания того, как работает делитель напряжения. Расчет делителя основан на законе Ома.

Чтобы узнать, какое напряжение будет на выходе делителя, выведем формулу, основанную на законе Ома. Предположим, мы знаем значения Uin, R1 и R2. Теперь, основываясь на этих данных, мы выводим формулу для Uout. Начнем с обозначения токов I1 и I2, которые проходят через резисторы R1 и R2 соответственно:

Наша цель — вычислить Uout, что довольно просто с помощью закона Ома:


Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем Мощность: 800 Вт, температура: 100… 480 градусов, воздушный поток… Подробнее

Хороший. Мы знаем значение R2, но ток I2 еще не известен. Но мы кое-что о ней знаем. Можно считать, что I1 равно I2. В этом случае наша схема будет выглядеть так:

Что мы знаем об Уине? Ну, Uin — это напряжение на R1 и R2. Эти резисторы соединены последовательно, а их сопротивления складываются:

И на время мы можем упростить схему:

Закон Ома в его простейшей форме: Uin = I * R. Имея в виду, что R состоит из R1 + R2, формулу можно записать следующим образом:

А поскольку I1 равно I2, то:

Это уравнение показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению и отношению R1 к R2.

Делитель напряжения на переменном резисторе

Схема делителя напряжения с переменным резистором называется схемой потенциометра. Поворачивая ручку регулировки громкости на музыкальном центре или автомобильной стереосистеме, вы плавно изменяете напряжение, подаваемое на усилитель звуковой частоты. Принцип работы и сборка простейшего усилителя мощности уже обсуждалась здесь выше.

По мере того, как вы перемещаете (вращаете) ручку переменного резистора сверху вниз на чертеже, U постепенно изменяется от значения источника питания до нуля.

В звуковой технике используются в основном переменные резисторы с логарифмической зависимостью, поскольку слуховой аппарат человека воспринимает звуки с этой зависимостью. Для контроля уровня звука одновременно по двум каналам используются двойные переменные резисторы.

В качестве делителя напряжения используются переменные резисторы со следующими зависимостями сопротивления от угла поворота ручки: логарифмической, линейной и экспоненциальной. Определенный тип зависимости используется для решения отдельной проблемы.

Переменный резистор в роли делителя напряжения

Для плавной регулировки выходного напряжения у нас есть переменный резистор в качестве делителя напряжения. Его еще называют потенциометром.


Его обозначение на схеме выглядит так:

Принцип работы следующий: постоянное сопротивление между двумя крайними контактами. Сопротивление относительно центрального контакта по отношению к крайнему может варьироваться в зависимости от того, куда мы повернем скрутку этого переменного резистора. Этот резистор рассчитан на 1 Вт и имеет сопротивление 330 Ом. Посмотрим, как он разделит напряжение.

Так как мощность небольшая, всего 1Вт, мы не будем заряжать его высоким напряжением. Мощность, назначенная любому резистору, рассчитывается по формуле P = I2R. Это означает, что этот переменный резистор может делить только небольшое напряжение с небольшим сопротивлением нагрузки и наоборот. Главное, чтобы величина мощности этого резистора не выходила за пределы. Поэтому напряжение разделю на 1 вольт.

Для этого выставляем на колодке напряжение 1 вольт и цепляем наш резистор на двух крайних контактах.


Поворачиваем верх в произвольную сторону и останавливаем. Замеряем напряжение между левым и средним контактом и получаем 0,34 Вольта.


Измеряем напряжение между средним и правым контактом и получаем 0,64 Вольта


Складываем напряжение и получаем 0,34 + 0,64 = 0,98 Вольт. 0,02 Вольта опять где-то теряются. Скорее всего на пробниках, так как у них тоже есть сопротивление. Как видите, мы можем использовать простой переменный резистор в качестве простого делителя напряжения.

Применяя делитель напряжения на резисторах, необходимо понимать и помнить следующее:

    1. КПД такой схемы довольно низкий, так как только часть мощности блока питания идет на нагрузку, а остальная мощность преобразуется в тепло, выделяемое резисторами. Чем ниже падение напряжения, тем меньше энергии от блока питания уйдет на нагрузку.
  1. Поскольку нагрузка подключена параллельно одному из разделительных резисторов, т.е отводит его, общее сопротивление цепи уменьшается и перепады напряжения перераспределяются. Следовательно, сопротивление нагрузки должно быть намного больше, чем сопротивление резистора делителя. В противном случае схема будет работать нестабильно при отклонении от заданных параметров.
  2. Распределение U между R1 и R2 определяется исключительно их относительными значениями, а не абсолютными значениями. В этом случае не имеет значения, равны ли R1 и R2 2 кОм и 1 кОм или 200 кОм и 100 кОм. Однако при более низких значениях сопротивления можно получить больше мощности на нагрузку, но нужно помнить, что больше мощности преобразуется в тепло, то есть будет безвозвратно потрачено впустую.

Кроме того, иногда используются более сложные делители напряжения, состоящие из нескольких последовательно соединенных резисторов.

Потенциометры

Потенциометр — это переменный резистор, который можно использовать для создания регулируемого делителя напряжения.

Внутри потенциометра находится резистор и скользящий контакт, который разделяет резистор на две части и перемещается между ними. Снаружи потенциометр, как правило, имеет три проводника: два контакта подключены к выводам резистора, а третий (в центре) подключен к скользящему контакту.

Если контакты резистора подключены к источнику напряжения (один к минусу, другой к плюсу), центральный вывод потенциометра будет имитировать делитель напряжения.

Переместите ползунок потенциометра вверх, и выходное напряжение будет равно входному. Теперь переместите ползунок в крайнее нижнее положение и на выходе будет нулевое напряжение. Если установить ручку потенциометра в центральное положение, мы получим половину входного напряжения.

Резистивные датчики

Большинство датчиков, используемых в различных устройствах, являются резистивными. Фоторезистор — это переменный резистор, сопротивление которого изменяется пропорционально количеству падающего на него света. Есть также другие датчики, такие как датчики давления, датчики ускорения и термисторы и т.д.

Кроме того, резистивный делитель напряжения помогает измерять напряжение с помощью микроконтроллера (если присутствует АЦП).

Источник

Adblock
detector