Резистивен делител онлайн. Делители на напрежение и ток

При проектирането на електрически вериги има случаи, когато е необходимо да се намали стойността на напрежението (да се раздели на няколко части) и да се приложи само част към товара. За тези цели използвайте делители на напрежението. Те се основават на втория закон на Кирхоф.

Повечето проста схема- резистивен делител на напрежение. Две съпротивления R1 и R2 са свързани последователно с.

При серийна връзкапрез тях протича съпротивление същия токаз

В резултат на това, според закона на Ом, напрежението върху резисторите се разделя пропорционално на тяхната номинална стойност.

Свързваме товара паралелно към R1 или към R2. В резултат на това натоварването ще има напрежение, равно на U R2.

Примери за приложение на делител на напрежение

Като делител на напрежение. Представете си, че имате електрическа крушка, която може да работи само на 6 волта и батерия от 9 волта. В този случай, когато свържете крушката към батерията, крушката ще изгори. За да работи крушката в номинален режим, напрежението от 9 V трябва да се раздели на 6 и 3 волта. Тази задача се изпълнява от най-простите делители на напрежение на резистори.
Параметър на сензора - напрежение. Съпротивлението на резистивните елементи зависи от много параметри, като например температура. Поставяме едно от съпротивленията в среда с променяща се температура. В резултат на това, когато температурата се промени, съпротивлението на един от делителите на напрежението ще се промени. Токът през делителя се променя. Според закона на Ом входното напрежение се преразпределя между двете съпротивления.
Усилвател на напрежението. Може да се използва делител на напрежение за усилване на входното напрежение. Това е възможно, ако динамичното съпротивление на един от разделителните елементи е отрицателно, например в участъка на характеристиката ток-напрежение на тунелния диод.

Ограничения при използване на резистивни делители на напрежение

Номиналното съпротивление на делителя на напрежението върху резисторите трябва да бъде 100 - 1000 пъти по-малко от номиналното съпротивление на товара, свързан към делителя. В противен случай съпротивлението на натоварване ще намали стойността на напрежението, разделено на делителя.
Малките стойности на съпротивлението, които са делител на напрежението, водят до големи загуби на активна мощност. През делителя протичат големи токове. Необходимо е да изберете съпротивления така, че да не изгарят и да могат да разсейват такава стойност на енергията, освободена в околната среда.
Резистивен делител на напрежение не може да се използва за свързване на висока мощност електрически уреди: електрически автомобили, нагревателни елементи, индукционни пещи.
Намаляване на ефективността на веригата поради загуби на активните елементи на делителя на напрежението.
Трябва да се използват прецизни (високо прецизни) съпротивления в делителя на напрежението, за да се получат точни резултати.

Разделителите на напрежението се използват широко в електрониката, тъй като ви позволяват оптимално да решавате проблемите с регулирането на напрежението. Има различни схематични решения: от най-простите, например в някои стенни лампи, до доста сложни, като в контролните табла за превключване на намотките на нормализаторите мрежово напрежение.

Какво е делител на напрежение? Формулировката е проста - това е устройство, което в зависимост от коефициента на предаване (конфигуриран отделно) регулира стойността на изходното напрежение спрямо входа.

Преди това на рафтовете на магазините често беше възможно да се намери лампа, предназначена за две лампи. Неговата особеност беше, че самите лампи бяха проектирани да работят с напрежение от 127 волта. В същото време цялата система беше свързана към битова електрическа мрежа с 220 V и работеше доста успешно. Без чудеса! Работата е там, че методът за свързване на проводниците не образува нищо повече от делител на напрежение. Припомнете си основите на електротехниката, а именно потребителите. Както знаете, при последователен метод на включване той е равен и напрежението се променя (припомнете си закона на Ом). Следователно в примера с лампа еднотипните лампи са свързани последователно, което намалява захранващото ги напрежение наполовина (110 V). Също така, делител на напрежение може да се намери в устройство, което разпределя сигнала от една антена към няколко телевизора. Всъщност има много примери.

Нека да разгледаме най-простия делител на напрежение, базиран на два резистора R1 и R2. Съпротивленията са свързани последователно, към свободните клеми се подава входното напрежение U. Има допълнителен изход от средната точка на проводника, свързващ резисторите. Тоест се оказват три края: два са външни изводи (между тях пълната стойност на напрежението U), както и средният, който образува U1 и U2.

Нека изчислим делителя на напрежението, използвайки закона на Ом. Тъй като I \u003d U / R, тогава U е продуктът на тока и съпротивлението. Съответно в участъка с R1 напрежението ще бъде U1, а за R2 ще бъде U2. В този случай токът е равен.Като вземем предвид закона за пълна верига, намираме, че захранването U е сумата от U1 + U2.

Какъв е токът при тези условия? Обобщавайки уравненията, получаваме:

I \u003d U / (R1 + R2).

От тук можете да определите стойността на напрежението (U изход) на изхода на делителя (може да бъде U1 или U2):

U изход = U * R2 / (R1+R2).

За разделители с регулируеми съпротивления има редица важни характеристики, които трябва да се вземат предвид както на етапа на изчисленията, така и по време на работа.

На първо място, такива решения не могат да се използват за регулиране на напрежението на мощни консуматори. Например по този начин е невъзможно захранването на електродвигателя. Една от причините са стойностите на самите резистори. Киловатовите съпротивления, ако съществуват, са масивни устройства, които разсейват впечатляващо количество енергия под формата на топлина.

Стойността на съпротивлението на свързания товар не трябва да бъде по-малка от веригите на самия разделител, в противен случай ще трябва да се преизчисли цялата система. В идеалния случай разликата между R делителя и R натоварването трябва да бъде възможно най-голяма. Важно е да изберете точно стойностите на R1 и R2, тъй като надценените рейтинги ще доведат до прекомерни, а подценените ще прегреят, губейки енергия за отопление.

При изчисляване на делителя те обикновено избират стойността на неговия ток няколко пъти (например 10) повече от ампеража на свързания товар. Освен това, знаейки тока и напрежението, изчислете общото съпротивление (R1 + R2). Освен това, според таблиците, се избират най-близките стандартни стойности на R1 и R2 (като се вземе предвид тяхната допустима мощност, за да се избегне прекомерно нагряване).

). Може да се представи като две секции от веригата, т.нар рамене, сумата от напреженията на които е равна на входното напрежение. Рамото между нулевия потенциал и средната точка се нарича нисък, и другият Горна част. Има линейни и нелинейни делители на напрежението. При линейно изходното напрежение варира линейно в зависимост от входа. Такива разделители се използват за задаване на потенциали и работни напрежения в различни точки. електронни схеми. При нелинейните делители изходното напрежение зависи от коефициента нелинейно. Нелинейните делители на напрежение се използват във функционални потенциометри. Съпротивлението може да бъде активно или реактивно.

Резистивен делител на напрежение

Най-простият резистивен делител на напрежение се състои от два резистора, свързани последователно и свързани към източник на напрежение. Тъй като резисторите са свързани последователно, токът през тях ще бъде еднакъв в съответствие с първото правило на Кирхоф. Спадът на напрежението във всеки резистор, съгласно закона на Ом, ще бъде пропорционален на съпротивлението (токът, както е установено по-рано, е същият):

За всеки резистор:

Разделяйки израза за на израза за, завършваме с:
По този начин съотношението на напреженията и е точно равно на съотношението на съпротивленията и.
Използване на равенството
, в който , и
И изразявайки от него връзката за тока:

Получаваме формула, свързваща изходното () и входното () делително напрежение:

Трябва да се отбележи, че товарното съпротивление на делителя на напрежението трябва да бъде много по-голямо от собственото съпротивление на делителя, така че при изчисленията това паралелно свързано съпротивление може да бъде пренебрегнато. За да изберете конкретни стойности на съпротивление на практика, като правило е достатъчно да следвате следния алгоритъм. Първо, необходимо е да се определи големината на тока на разделителя, работещ с изключен товар. Този ток трябва да бъде по-актуален(обикновено се приема излишък от 10 пъти по големина), консумиран от товара, но въпреки това посоченият ток не трябва да създава прекомерно натоварване на източника на напрежение. Въз основа на големината на тока, според закона на Ом, се определя стойността на общото съпротивление. Остава само да се вземат специфични стойности на съпротивлението от стандартната серия, чието съотношение на стойностите е близо до необходимото съотношение на напрежението, а сумата от стойностите е близка до изчислената един. При изчисляване на реален делител е необходимо да се вземе предвид температурният коефициент на съпротивление, допустимите отклонения за стойностите на номиналното съпротивление, обхватът на промените на входното напрежение и възможните промени в характеристиките на натоварване на делителя, както и максималната разсейвана мощност на резисторите - трябва да надвишава разпределената им мощност, където е източникът на ток с изключен товар (в този случай през резисторите протича максималният възможен ток).

Приложение

Делителят на напрежението има важноств схемата. Като реактивен делител на напрежение, като пример, може да се цитира най-простият електрически филтър, а като нелинеен - параметричен стабилизатор на напрежение.

Делителите на напрежението се използват като електромеханично устройство за съхранение в AVM. В такива устройства запаметените стойности съответстват на ъглите на въртене на реостатите. Такива устройства могат да съхраняват информация за неопределено време.

Усилвател на напрежението

Може да се използва делител на напрежение за усилване на входното напрежение - това е възможно, ако , a е отрицателно, например, както в раздела на характеристиката ток-напрежение на тунелен диод

Ограничения при използване на резистивни делители на напрежение

Номиналното съпротивление на делителя трябва да бъде 100 - 1000 пъти по-малко от номиналното съпротивление на натоварване.

Малките стойности на съпротивлението, което е делител на напрежението, водят до големи токове в делителя. Ефективността на веригата намалява поради нагряването на съпротивленията.

Резистивен делител на напрежение не може да се използва за свързване на мощни електрически уреди: електрически автомобили, нагревателни елементи.

Нормативно-техническа документация

GOST 11282-93 (IEC 524-75) - Резистивни делители на постоянно напрежение

Бележки

Връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "делителят на напрежението" в други речници:

делител на напрежението- делител на напрежение Преобразуващо устройство, състоящо се от високо и ниско напрежение, така че входното напрежение се прилага към цялото устройство, а изходното напрежение се взема от рамото за ниско напрежение. [МОН…… Наръчник за технически преводач

Голям енциклопедичен речник

Устройство, което ви позволява да премахнете (използвате) само част от наличното постоянно или променливо напрежение с помощта на елементи електрическа веригасъстоящ се от резистори, кондензатори или индуктори. Използва се в радио и ... ... енциклопедичен речник

делител на напрежението- įtampos dalytuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: англ. потенциален делител; делител на напрежение vok. Spannungsteiler, м рус. делител на напрежение, m pranc. diviseur de tension, m … Автоматичен термин жи

делител на напрежението- įtampos dalytuvas statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. атитикменис: англ. потенциален делител; делител на напрежение vok. Spannungsteiler, м рус. разделител……

делител на напрежението- įtampos dalytuvas statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Įtaisas, sudarytas iš rezistorių, induktyvumo ričių, kondensatorių, transformatorių arba iš šių elementų derinio taip, kad tarp dviejų šio įtaiso taškų susidarytų… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

делител на напрежението- įtampos dalytuvas statusas T sritis chemija apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. атитикменис: англ. потенциален делител; делител на напрежението. делител на напрежение... Chemijes terminų aiskinamasis žodynas

делител на напрежението- įtampos dalytuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. делител на напрежение vok. Spannungsteiler, м рус. делител на напрежение, m pranc. diviseur de tension, m … Fizikos terminų žodynas

Електрическо устройство за разделяне на напрежението на постоянен или променлив токна части. Всеки D. n. се състои от активни или реактивни електрическо съпротивление. Обикновено D. n. използвани за измерване на напрежение. При ниска ...... Велика съветска енциклопедия

Електрическо устройство, което ви позволява да премахнете (използвате) само част от наличното директно или променливо напрежение през елементите на електрическа верига, състояща се от резистори, кондензатори или индуктори. В…… Енциклопедия на техниката

Като част от делителя на напрежението резисторите се използват за получаване на фиксирана стойност на напрежението. В този случай изходното напрежение U out е свързано с входа U in (без да се взема предвид възможното съпротивление на натоварване) чрез следната връзка:

U out = U in x (R2 / R1 + R2)

Ориз. 1. Делител на напрежението

Пример. Използвайки резисторен делител, трябва да получите напрежение от 1 V от източника на товар със съпротивление 100 kOhm постоянно напрежение 5 V. Изисквано съотношение на разделяне на напрежението 1/5 = 0,2. Използваме разделител, чиято схема е показана на фиг. един.

Съпротивлението на резисторите R1 и R2 трябва да бъде значително по-малко от 100 kΩ. В този случай при изчисляване на делителя съпротивлението на натоварване може да се пренебрегне.

Следователно R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

R2 = 0,2R1 + 0,2R2.

R1=4R2

Следователно можете да изберете R2 = 1 kOhm, R1 - 4 kOhm. Съпротивлението R1 се получава чрез последователно свързване на стандартни резистори от 1,8 и 2,2 kOhm, направени на базата на метален филм с точност ± 1% (с мощност 0,25 W).

Трябва да се помни, че самият разделител консумира ток от първичния източник (в този случай 1 mA) и този ток ще се увеличи с намаляване на съпротивлението на резисторите на разделителя.

За да се получи определената стойност на напрежението, трябва да се използват резистори с висока точност.

Недостатъкът на обикновен резисторен делител на напрежение е, че с промяна в съпротивлението на натоварване, изходното напрежение (U out) на делителя се променя. За да се намали влиянието на товара върху Uout, е необходимо да се избере съпротивление R2 най-малко 10 пъти по-малко от минималното съпротивление на натоварване.

Важно е да запомните, че с намаляване на съпротивленията на резисторите R1 и R2, токът, консумиран от източника на входно напрежение, се увеличава. Обикновено този ток не трябва да надвишава 1-10 mA.

Резисторите също се използват за изпращане на даден дял от общия ток към съответното разделително рамо. Например в диаграмата на фиг. 2, токът I е част от общия ток I в, определен от съпротивленията на резисторите Rl и R2, т.е. можете да напишете, че I out \u003d I в x (R1 / R2 + R1)

Пример. Стрелка измервателен уредсе отклонява до пълна скала, ако D.C.в движещата се намотка е 1 mA. Активно съпротивлениенамотката на бобината е 100 ома. Изчислете съпротивлението така, че стрелката на устройството да се отклонява възможно най-много при входен ток от 10 mA (виж фиг. 3) .

Ориз. 2 Делител на ток

Ориз. 3.

Текущото съотношение на разделяне се определя от съотношението:

I out / I in \u003d 1/10 \u003d 0,1 \u003d R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohm.

Оттук,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 \u003d 10 / 0,9 \u003d 11,1 Ohm

Необходимото съпротивление на резистора R1 може да се получи чрез последователно свързване на два стандартни резистора със съпротивление 9,1 и 2 ома, направени на базата на дебелослойна технология с точност ± 2% (0,25 W). Обърнете внимание отново, че на фиг. 3 съпротивление R2 е .

За да се осигури добра точност на делението на тока, трябва да се използват резистори с висока точност (± 1%).

Устройство, в което входното и изходното напрежение са свързани с усилване. Делителят може да бъде представен като две секции на веригата, наречени рамена, сумата от напреженията на които е равна на входното напрежение. Най-често делител на напрежение е изграден от два резистора. Такъв делител се нарича резистор. Всеки резистор в такъв разделител се нарича рамо. Рамото, свързано със земята, се нарича долно, това, което е свързано с плюса, се нарича горно. Точката на свързване на два резистора се нарича средно рамо или средна точка. Казано по-просто, можем да си представим средното рамо като басейн. Делителят на напрежението ни позволява да контролираме два "шлюза" чрез "източване" на напрежението в земята (намалявайки съпротивлението на долната страна) или "изливайки" напрежение в басейна (намалявайки съпротивлението на горната страна). По този начин делителят може да се използва за получаване само на част от първоначалното напрежение.

Принципна схема на делител на напрежение

В разглеждания пример към входа (Uin) се прилага напрежение от 9V. Да предположим, че трябва да получим 5V на изхода (Uout). Как да изчислим резистори за делител на напрежение?

Изчисляване на делителя на напрежението

Мнозина са изправени пред факта, че няма формули за изчисляване на съпротивлението в разделителя. Всъщност такива формули са лесни за извеждане. Но на първо място. За по-голяма яснота нека започнем изчислението от края, т.е. изчислете изходното напрежение, като знаете стойностите на резистора.

Токът, протичащ през R1 и R2, е един и същ, докато нищо не е свързано към средното рамо (Uout). Общото съпротивление на резисторите при серийна връзкае равна на сумата от техните съпротивления:

Rобщо = R1 + R2 = 400 + 500 = 900 ома

Според закона на Ом намираме силата на тока, протичащ през резисторите:

I = Uin / Rобщо = 9V / 900 Ohm = 0,01 A = 10 mA

Сега, когато знаем тока в ниската страна (ток през R2), изчисляваме напрежението в ниската страна (отново законът на Ом):

Uизход \u003d I * R2 \u003d 0.01A * 500 Ohm \u003d 5V

Или, опростявайки веригата от изчисления:

Uout = Uin * (R2 / (R1+R2))

Прилагайки малко математически и други знания, овкусявайки всичко със закона на Ом, можете да получите следните формули:

R1 \u003d (Uin-Uout) / Id + In

R2 = Uout / Id

Тук документ за самоличности вса съответно делителният ток и товарният ток. Като цяло дори не е нужно да знаете какви са теченията. Можете просто да ги вземете равни документ за самоличност= 0,01 A (10 mA), a в= 0. Тоест, помислете за делителя без товар. Това е приемливо, стига да използваме делителя само за измерване на напрежение (както се използва във всички примери в нашата база от знания). Тогава формулите ще бъдат опростени:

R1 = (Uin-Uout) * 100

R2 = Uout * 100

P.S. Това изобщо не е важно, но имайте предвид: 100 не е физическо количество. След приемане на условието, че документ за самоличноствинаги имаме 0,01 A, това е просто коефициент, получен чрез прехвърляне на 0,01 към числителя.

Ние проверяваме:

Имаме входно напрежение от 9 волта, искаме да получим 5 волта на изхода. Заменяме стойностите във формулата, получаваме:

R1 = (9-5) * 100 = 400 ома

R2 = 5 * 100 = 500 ома

Всичко пасва!

Приложение на делител на напрежение

По принцип делител на напрежение се използва, когато трябва да измерите променящо се съпротивление. Четенето на стойности от фоторезистор се основава на този принцип: фоторезисторът е включен в разделителя като едно рамо. Второто рамо е постоянен резистор. По същия начин можете да прочетете показанията на термистора.