Divizor de tensiune pentru rezistențe, condensatoare și inductoare

Pentru a obține o valoare a tensiunii fixe egală cu o fracțiune din valoarea inițială, divizoarele de tensiune sunt utilizate în circuitele electrice. Divizoarele de tensiune pot consta din două sau mai multe elemente, care pot fi rezistențe sau reactanțe (condensatoare sau inductoare).

Divizor de tensiune - o combinație de rezistențe, folosită pentru a împărți tensiunea de intrare în piese.

În forma sa cea mai simplă, divizorul de tensiune este reprezentat de o pereche de secțiuni ale unui circuit electric conectate în serie între ele, care sunt numite umerii divizorului. Brațul superior este secțiunea care este situată între punctul de tensiune pozitivă și punctul de conectare selectat al secțiunilor, iar brațul inferior este secțiunea dintre punctul de conectare (punctul selectat, punctul zero) și firul comun.

Divizoare de tensiune de rezistență

Desigur, divizoarele de tensiune pot fi utilizate atât în ​​circuite de curent continuu, cât și în circuite de curent alternativ. Divizoarele de rezistență sunt potrivite pentru ambele circuite, dar sunt utilizate numai în circuite de joasă tensiune. Pentru alimentarea dispozitivelor, nu se utilizează divizori de tensiune pe rezistențe.

În forma sa cea mai simplă, un divizor de tensiune rezistiv este format numai perechi de rezistențeconectat în serie. Tensiunea divizibilă este furnizată divizorului, ca urmare, o anumită fracție a acestei tensiuni, proporțională cu valoarea rezistorului, scade pe fiecare rezistor. Suma căderilor de tensiune aici este egală cu tensiunea furnizată divizorului.

Conform legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit electric, pe fiecare rezistor, căderea de tensiune va fi direct proporțională cu curentul și valoarea de rezistență a rezistorului. Și conform primei reguli a lui Kirchhoff, curentul prin acest circuit va fi același peste tot. Deci, pentru fiecare rezistor vor exista căderi de tensiune:

Iar tensiunea de la capetele circuitului va fi egală cu:

Și curentul în circuitul divizor va fi:

Acum, dacă înlocuim expresia pentru curent în formulele pentru căderi de tensiune pe rezistențe, obținem formulele pentru găsirea valorilor de tensiune pe fiecare dintre rezistențele divizorului:

Selectând valorile rezistențelor R1 și R2, puteți selecta orice parte a întregii tensiuni de intrare. În cazul în care tensiunea trebuie împărțită în mai multe părți, mai multe rezistențe sunt conectate în serie cu sursa de tensiune.

Folosind un divizor de tensiune pe rezistențe în diverse scopuri, este important să înțelegem că sarcina atașată unuia dintre brațele divizorului, indiferent dacă este un dispozitiv de măsurare sau altceva, trebuie să aibă o rezistență proprie mult mai mare decât rezistența totală a rezistențelor care formează divizorul. În caz contrar, rezistența la sarcină trebuie luată în considerare în calcule, fiind considerată o paralelă cu rezistența la umăr, care face parte din divizor.

Exemplu: există o sursă de tensiune continuă de 5 volți, este necesar să selectați rezistențe pentru aceasta pentru un divizor de tensiune pentru a elimina un semnal de măsurare de 2 volți din divizor. Puterea admisă disipată pe divizor nu trebuie să depășească 0,02 wați.

Soluție: Fie ca puterea maximă disipată de divizor să fie de 0,02 W, apoi vom găsi rezistența totală minimă a divizorului la 5 volți de legea lui Ohm, se va dovedi a fi 1250 Ohms. Fie 1,47 kOhm rezistența totală a divizorului ales de noi, apoi 2 volți vor scădea la 588 ohmi. Alegem un rezistor constant la 470 ohmi și o variabilă la 1 kOhm. Setați rezistența variabilă la 588 ohmi.

Divizoarele de tensiune pe rezistențe sunt utilizate astăzi pe scară largă în circuitele electronice.În aceste scheme, valorile rezistențelor pentru divizoare sunt selectate pe baza parametrilor elementelor active ale circuitelor. De regulă, divizoarele se află în circuitele de măsurare ale circuitelor, în circuitele de feedback ale convertoarelor de tensiune, etc. Minusul unor astfel de soluții constă în faptul că rezistențele disipează puterea în sine sub formă de căldură, dar oportunitatea justifică aceste mici pierderi de energie.

Divizoare de tensiune condensator

În circuitele de curent alternativ, în circuitele de înaltă tensiune, se folosesc divizori de tensiune pe condensatoare. Utilizează natura reactivă a rezistenței condensatorului în circuitele de curent alternativ. Valoarea reactanței unui condensator într-un circuit de curent alternativ depinde de capacitatea condensatorului și de frecvența de tensiune. Iată formula pentru găsirea acestei rezistențe:

Formula indică faptul că cu cât capacitatea electrică a condensatorului este mai ridicată - cu atât este mai mică rezistența reactivă (capacitivă) și cu cât frecvența este mai mare - cu atât este mai mică reacția. Astfel de divizoare sunt utilizate în circuitele de măsurare a circuitelor de curent alternativ, căderi de tensiune pe umeri sunt considerate asemănătoare cazului cu rezistențe active constante (rezistențe, a se vedea mai sus).

Avantajul condensatoarelor utilizate în divizori este că disiparea energiei sub formă de căldură este minimă și depinde doar de calitatea dielectricului.

Împărțitor de tensiune inductor

Divizorul de tensiune inductivă este un alt tip de divizor utilizat în măsurarea electronică a curentului alternativ, în special în circuitele de joasă tensiune care operează la frecvențe înalte. Rezistența bobinelor la curent alternativ de înaltă frecvență este în principal reactivă (inductivă) în natură, se găsește după formula:

Formula indică faptul că cu cât este mai mare inductanța și frecvența mai mare, cu atât este mai mare rezistența bobinei la curent alternativ. Este important să înțelegem că sârma bobinei are o rezistență activă, astfel încât puterea disipată sub formă de căldură, caracteristică divizorului pe inductoare, este mult mai mare decât cea a divizorilor pe condensatoare.

În electronice amator, se folosesc adesea divizoarele de tensiune. la conectarea senzorilor analogici la modulele Arduino.