У електроници је правило делитеља напона једноставно и најважније електрично коло , који се користи за промену великог напона у мали напон. Користећи само и / п напон и две серијске отпорнике можемо добити о / п напон. Овде је излазни напон део и / п напона. Најбољи пример за делилац напона су два отпорника повезана у серију. Када се напон и / п примени на пар отпорника и о / п напон ће се појавити из везе између њих. Генерално се ови преграде користе за смањење величине напона или за стварање референтног напона и такође се користе на ниским фреквенцијама као пригушивач сигнала. За једносмерне и релативно ниске фреквенције, делилац напона може бити одговарајуће савршен ако је направљен само од отпорника где је фреквенцијски одзив потребан у широком опсегу.
Шта је правило делитеља напона?
Дефиниција: У пољу електронике, делилац напона је основно коло, које се користи за стварање дела његовог улазног напона попут излаза. Ово коло може бити дизајнирано са два отпорника, иначе било којим пасивним компонентама, заједно са извором напона. Отпорници у колу могу се повезати серијски, док је извор напона повезан преко ових отпорника. Ово коло се такође назива и потенцијални делилац. Улазни напон се може преносити између два отпорника у колу тако да се врши подела напона.
Када користити правило делитеља напона?
Правило делитеља напона користи се за решавање кола ради поједностављења решења. Применом овог правила такође се могу темељно решити једноставни кругови. Главни концепт овог правила о дељењу напона је „Напон је подељен између два отпорника који су повезани редно пропорционално њиховом отпору. Разделник напона укључује два важна дела, а то су коло и једначина.
Шеме делитеља различитих напона
Раздјелник напона укључује извор напона на низу од два отпорника. Можда ћете видети различите напонске кругове нацртане на различите начине који су приказани у наставку. Али ови различита кола треба увек бити исти.
Шеме делитеља напона
У горе наведеним различитим круговима дјелитеља напона, Р1 отпорник је најближи улазном напону Вин, а отпорник Р2 најближи прикључку уземљења. Пад напона на отпорнику Р2 назива се Воут, што је подељени напон кола.
Прорачун делитеља напона
Размотримо следећи круг повезан помоћу два отпорника Р1 и Р2. Где је променљиви отпорник повезан између извора напона. У доњем колу, Р1 је отпор између клизног контакта променљиве и негативног прикључка. Р2 је отпор између позитивне стезаљке и клизног контакта. То значи да су два отпорника Р1 и Р2 у серији.
Правило делитеља напона помоћу два отпорника
Охмов закон каже да је В = ИР
Из горње једначине можемо добити следеће једначине
В1 (т) = Р1и (т) …………… (И)
В2 (т) = Р2и (т) …………… (ИИ)
Примењујући Кирцххофф-ов закон о напону
КВЛ наводи да када је алгебарска сума напона око затворене путање у колу једнака нули.
-В (т) + в1 (т) + в2 (т) = 0
В (т) = В1 (т) + в2 (т)
Према томе
В (т) = Р1и (т) + Р2и (т) = и (т) (Р1 + Р2)
Стога
и (т) = в (т) / Р1 + Р2 ……………. (ИИИ)
Замена ИИИ у једначинама И и ИИ
В1 (т) = Р1 (в (т) / Р1 + Р2)
В (т) (Р1 / Р1 + Р2)
В2 (т) = Р2 (в (т) / Р1 + Р2)
В (т) (Р2 / Р1 + Р2)
Горњи круг приказује делилац напона између два отпорника који је директно пропорционалан њиховом отпору. Ово правило делитеља напона може се проширити на кола која су пројектована са више од два отпорника.
Правило делитеља напона помоћу три отпорника
Правило поделе напона за круг отпорника изнад два
В1 (т) = В (т) Р1 / Р1 + Р2 + Р3 + Р4
В2 (т) = В (т) Р2 / Р1 + Р2 + Р3 + Р4
В3 (т) = В (т) Р3 / Р1 + Р2 + Р3 + Р4
В4 (т) = В (т) Р4 / Р1 + Р2 + Р3 + Р4
Једначина делитеља напона
Једнаџба правила делитеља напона прихвата када знате три вредности у горњем кругу то су улазни напон и две вредности отпорника. Користећи следећу једначину, можемо пронаћи излазни напон.
Трезор = Вин. Р2 / Р1 + Р2
Горња једначина наводи да је Воут (напон о / п) директно пропорционалан Вин (улазни напон) и односу два отпорника Р1 и Р2.
Отпорни делилац напона
Ово је врло лако и једноставно коло за дизајн и разумевање. Основни тип пасивног кола за поделу напона може се изградити са два отпорника која су повезана у серију. Ово коло користи правило делитеља напона за мерење пада напона на свим серијским отпорницима. Отпорни круг делитеља напона приказан је испод.
У отпорном кругу разделника два отпорника попут Р1 и Р2 повезани су у серију. Дакле, проток струје у овим отпорницима биће исти. Стога обезбеђује пад напона (И * Р) на сваком отпорнику.
Отпорни тип
Користећи извор напона, напајање напона се примењује на овај круг. Применом КВЛ & Охмс закона на ово коло можемо измерити пад напона на отпорнику. Дакле, проток струје у колу може се дати као
Применом КВЛ
ВС = ВР1 + ВР2
Према Омовом закону
ВР1 = И к Р1
ВР2 = И к Р2
ВС = И к Р1 + И к Р2 = И (Р1 + Р2)
И = ВС / Р1 + Р2
Проток струје кроз серијско коло је И = В / Р према Охмовом закону. Дакле, проток струје је исти у оба отпорника. Тако сада можемо израчунати пад напона на Р2 отпорнику у колу
ИР2 = ВР2 / Р2
Вс / (Р1 + Р2)
ВР2 = Вс (Р2 / Р1 + Р2)
Слично томе, пад напона на Р1 отпорнику може се израчунати као
ИР1 = ВР1 / Р1
Вс / (Р1 + Р2)
ВР1 = Вс (Р1 / Р1 + Р2)
Капацитивни делитељи напона
Капацитивни круг деливача напона генерише падове напона на кондензаторима који су повезани у серију са напајањем наизменичном струјом. Обично се користе за смањење изузетно високих напона за пружање сигнала ниског излазног напона. Тренутно су ови преграде применљиви у таблетима, мобилним уређајима и уређајима за приказ на бази екрана осетљивог на додир.
Капацитивни делитељи напона раде не као отпорни кругови делилаца напона, раде са синусоидним напајањем наизменичном струјом јер се подела напона међу кондензаторима може израчунати помоћу реактанције кондензатораЦ.) што зависи од фреквенције напајања наизменичном струјом.
Капацитивни тип
Формула капацитивне реактанције може се добити као
Ксц = 1 / 2πфц
Где:
Ксц = Капацитивни реактанс (Ω)
π = 3.142 (нумеричка константа)
ƒ = Фреквенција измерена у херцима (Хз)
Ц = Капацитет мерен у Фарадима (Ф)
Реактанца сваког кондензатора може се мерити напоном као и фреквенцијом напајања наизменичном струјом и заменити их у горњој једначини да би се добио еквивалентан пад напона на сваком кондензатору. Коло капацитивног делитеља напона приказано је доле.
Користећи ове кондензаторе који су повезани у серију, можемо утврдити ефективни пад напона на сваком кондензатору у смислу њихове реактанције када се прикључе на извор напона.
Ксц1 = 1 / 2πфц1 & Ксц2 = 1 / 2πфц2
ИксЦТ= КсЦ1+ КсЦ2
В.Ц1= Вс (КсЦ1/ ИКСЦТ)
В.Ц2= Вс (КсЦ2/ ИКСЦТ)
Капацитивни преграде не дозвољавају улаз једносмерне струје.
Једноставна капацитивна једначина за улаз наизменичне струје је
Трезор = (Ц1 / Ц1 + Ц2). Вин
Индуктивни делитељи напона
Индуктивни делитељи напона ће створити падове напона на калемима, иначе су индуктивности повезане у серију преко АЦ напајања. Састоји се од калема, иначе појединачног намотаја који је одвојен на два дела где год се о / п напон прима из једног од делова.
Најбољи пример овог индуктивног делитеља напона је ауто-трансформатор који укључује неколико тачака за точење са секундарним намотајем. Индуктивни делилац напона између две индуктивности може се мерити кроз реактансу индуктора означену са КСЛ.
Индуктивни тип
Формула индуктивне реактанције може се добити као
КСЛ = 1 / 2πфЛ
‘КСЛ’ је индуктивна реактанса измерена у охима (Ω)
π = 3.142 (нумеричка константа)
„Ƒ“ је фреквенција измерена у херцима (Хз)
„Л“ је индуктивност измерена у Хенриес-у (Х)
Реактанца две пригушнице може се израчунати када сазнамо фреквенцију и напон напајања наизменичном струјом и искористимо их кроз закон делитеља напона да бисмо добили пад напона на свакој пригушници приказан је доле. Круг индуктивног делитеља напона приказан је испод.
Коришћењем две индуктивности које су повезане у серију у колу, можемо мерити ефективни пад напона на сваком кондензатору у смислу њихове реактанције када су повезани на извор напона.
ИксЛ1= 2πфЛ1 & КсЛ2= 2πфЛ2
ИксЛТ = ИксЛ1+ КсЛ2
В.Л1 = Вс ( ИксЛ1/ ИКСЛТ)
В.Л2 = Вс ( ИксЛ2/ ИКСЛТ)
Улаз наизменичне струје може се раздвојити индуктивним преградама на основу индуктивности:
Воут = (Л2 / Л1 + Л2) * Вин
Ова једначина је за индуктивитете који нису у интеракцији и међусобна индуктивност у аутотрансформатору ће променити исходе. Једносмерни улаз се може поделити на основу отпора елемената према правилу отпорног разделника.
Примери проблема са делитељем напона
Примери проблема са делиоцем напона могу се решити коришћењем горе наведених отпорних, капацитивних и индуктивних кругова.
1). Претпоставимо да је укупан отпор променљивог отпорника 12 Ω. Клизни контакт је постављен на месту где је отпор подељен на 4 Ω и 8Ω. Променљиви отпорник повезан је преко батерије од 2,5 В. Испитајмо напон који се појављује на волтметру повезаном преко пресека од 4 Ω променљивог отпорника.
Према правилу делитеља напона, падови напона ће бити,
Излаз = 2.5Вк4 Охма / 12Охмс = 0.83В
2). Када су два кондензатора Ц1-8уФ & Ц2-20уФ повезана у серију у колу, ефективни падови напона могу се израчунати на сваком кондензатору када су повезани на 80Хз ефективног напајања и 80 волти.
Ксц1 = 1 / 2πфц1
1/2 × 3,14к80к8к10-6 = 1 / 4019,2 × 10-6
= 248,8 ома
Ксц2 = 1 / 2πфц2
1/2 × 3,14к80к20к10-6 = 1/10048 к10-6
= 99,52 ома
КСЦТ = КСЦ1 + КСЦ2
= 248,8 + 99,52 = 348,32
ВЦ1 = Вс (КСЦ1 / КСЦТ)
80 (248,8 / 348,32) = 57,142
ВЦ2 = Вс (КСЦ2 / КСЦТ)
80 (99,52 / 348,32) = 22,85
3). Када су две индуктивности Л1-8 мХ и Л2- 15 мХ повезане у серију, можемо израчунати ефективни пад напона на сваком кондензатору када се повежу на 40 волти, 100 Хз ефективно напајање.
КСЛ1 = 2πфЛ1
= 2 × 3,14к100к8к10-3 = 5,024 ома
КСЛ2 = 2πфЛ2
= 2 × 3,14к100к15к10-3
9,42 охма
КСЛТ = КСЛ1 + КСЛ2
14.444 охма
ВЛ1 = Вс (КСЛ1 / КСЛТ)
= 40 (5,024 / 14,444) = 13,91 волти
ВЛ2 = Вс (КСЛ2 / КСЛТ)
= 40 (9,42 / 14,444) = 26,08 волти
Тачке тачења напона у разделној мрежи
Када је број отпорника повезан у серију преко извора напона Вс у колу, тада се различите тачке одбијања напона могу сматрати А, Б, Ц, Д и Е
Укупни отпор у колу може се израчунати додавањем свих вредности отпора попут 8 + 6 + 3 + 2 = 19 кило-ома. Ова вредност отпора ће ограничити проток струје у кругу који генерише напајање напоном (ВС).
Различите једначине које се користе за израчунавање пада напона на отпорницима су ВР1 = ВАБ,
ВР2 = ВБЦ, ВР3 = ВЦД и ВР4 = ВДЕ.
Нивои напона на свакој тачки одбијања израчунавају се с обзиром на ГНД (0В) стезаљку. Стога ће ниво напона у тачки „Д“ бити еквивалентан ВДЕ, док ће ниво напона у тачки „Ц“ бити еквивалентан ВЦД + ВДЕ. Овде је ниво напона у тачки „Ц“ количина два пада напона на два отпорника Р3 и Р4.
Дакле, избором одговарајућег скупа вредности отпорника, можемо направити низ падова напона. Ови падови напона имаће релативну вредност напона која се постиже само напоном. У горњем примеру, свака вредност напона о / п је позитивна јер је негативни прикључак напона (ВС) повезан на прикључак уземљења.
Примене делитеља напона
Тхе примене преграде за вотлаге укључи следеће.
- Раздјелник напона користи се само тамо гдје се напон регулише испуштањем одређеног напона у кругу. Углавном се користи у таквим системима у којима се енергетска ефикасност не мора нужно озбиљно разматрати.
- У нашем свакодневном животу, делиоци напона најчешће се користе у потенциометрима. Најбољи примери за потенциометре су дугме за подешавање јачине звука прикачено на наше музичке системе и радио транзисторе итд. Основни дизајн потенциометра укључује три пина која су приказана горе. На тај начин су два пина повезана на отпорник који се налази унутар потенциометра, а преостали пин је повезан контактом за брисање који клизи на отпорнику. Када неко промени дугме на потенциометру, тада ће се појавити напон на стабилним контактима и контактима за брисање према правилу делитеља напона.
- Преградни напони се користе за подешавање нивоа сигнала, за мерење напона и пристрасности активних уређаја у појачалима. Мултиметар и Вхеатстонеов мост укључују делитеље напона.
- Преградни напони се могу користити за мерење отпора сензора. Да би се формирао делилац напона, сензор је повезан у серију са познатим отпором, а познати напон се примењује преко разделника. Тхе аналогни у дигитални претварач микроконтролера је повезан са средишњом славином разделника тако да се може мерити напон славине. Коришћењем познатог отпора може се израчунати измерени отпор сензора напона.
- Преградни напони се користе за мерење сензора, напона, померање логичког нивоа и подешавање нивоа сигнала.
- Генерално, правило отпорног отпора се углавном користи за производњу референтних напона, иначе смањујући величину напона, тако да је мерење врло једноставно. Поред тога, ово су дела као пригушивачи сигнала на ниским фреквенцијама
- Користи се у случају изузетно мање фреквенција и једносмерне струје
- Капацитивни делилац напона који се користи у преносу снаге за компензацију капацитивности оптерећења и мерења високог напона.
Ово је све о подели напона правило са струјним круговима, ово правило је применљиво за изворе наизменичног и једносмерног напона. Даље, било какве сумње у вези са овим концептом или електронике и електричне пројекте , дајте своје повратне информације коментаришући у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, која је главна функција правила делитеља напона?
