Delič napätia pre odpory, kondenzátory a induktory

Aby sa získala pevná hodnota napätia rovná zlomku pôvodnej hodnoty, používajú sa v elektrických obvodoch deliče napätia. Deliče napätia sa môžu skladať z dvoch alebo viacerých prvkov, ktorými môžu byť odpory alebo reaktanty (kondenzátory alebo induktory).

Delič napätia - kombinácia odporov, ktorá sa používa na rozdelenie vstupného napätia na časti.

Vo svojej najjednoduchšej podobe je delič napätia predstavovaný párom úsekov elektrického obvodu, ktoré sú navzájom spojené v sérii, ktoré sa nazývajú osadenia deliča. Horné rameno je úsek, ktorý sa nachádza medzi bodom kladného napätia a zvoleným bodom pripojenia úsekov, a dolné rameno je úsek medzi bodom pripojenia (vybraný bod, nulový bod) a spoločný vodič.

Oddeľovače napätia rezistora

Deliče napätia sa môžu samozrejme použiť v obvodoch jednosmerného prúdu, ako aj v obvodoch striedavého prúdu. Oddeľovače rezistorov sú vhodné pre oba obvody, ale používajú sa iba v obvodoch nízkeho napätia. Na napájanie zariadení sa nepoužívajú deliče napätia na odporoch.

Vo svojej najjednoduchšej podobe pozostáva odporový delič napätia iba páry odporovzapojené do série. Rozdeliteľné napätie je dodávané do deliča, v dôsledku čoho je určitá časť tohto napätia úmerná hodnote rezistora na každom rezistore. Súčet poklesov napätia sa tu rovná napätiu privádzanému do deliča.

Podľa Ohmovho zákona pre časť elektrického obvodu bude úbytok napätia na každom odpore priamo úmerný prúdu a hodnote odporu. A podľa prvého pravidla Kirchhoffa bude prúd v tomto obvode všade rovnaký. Takže pre každý odpor bude pokles napätia:

Napätie na koncoch obvodu sa bude rovnať:

A prúd v deliacom obvode bude:

Ak teraz nahradíme výraz prúd do vzorcov poklesom napätia cez odpory, získame vzorce na nájdenie hodnôt napätia na každom z odporov deliča:

Po výbere hodnôt odporov R1 a R2 môžete zvoliť ľubovoľnú časť celého vstupného napätia. V prípade, že je potrebné rozdeliť napätie na niekoľko častí, je niekoľko rôznych odporov zapojených do série so zdrojom napätia.

Pri použití deliča napätia na odporoch na rôzne účely je dôležité pochopiť, že zaťaženie pripojené k jednému z ramien deliča, či už ide o meracie zariadenie alebo niečo iné, musí mať svoj vlastný odpor oveľa väčší ako celkový odpor rezistorov tvoriacich delič. V opačnom prípade by sa pri výpočtoch mal brať do úvahy samotný odpor zaťaženia, ktorý sa považuje za rovnobežný s ramenným odporom, ktorý je súčasťou deliča.

Príklad: existuje zdroj jednosmerného napätia 5 voltov, je potrebné vybrať odpory pre delič napätia, aby sa z deliča odstránil merací signál 2 volty. Prípustný výkon rozptýlený na rozdeľovači nesmie prekročiť 0,02 wattu.

Riešenie: Nechajte maximálny výkon rozptýlený deličom 0,02 W, potom nájdeme minimálny celkový odpor deliča na 5 voltov od Ohmovho zákona, potom sa ukáže, že je 1250 Ohmov. Nech 1,47 kOhm je celkový odpor nami zvoleného deliča, potom 2 volty klesnú na 588 ohmov. Vyberáme konštantný odpor pri 470 ohmoch a premennú pri 1 kOhm. Nastavte premenný odpor na 588 ohmov.

V elektronických obvodoch sa dnes bežne používajú rezistory na delenie napätia.V týchto schémach sa hodnoty rezistorov pre deliče vyberajú na základe parametrov aktívnych prvkov obvodov. Spravidla sú deliče v meracích obvodoch obvodov, v spätnoväzbových obvodoch meničov napätia atď. Mínusom takýchto riešení je to, že odpory rozptýlia energiu samy osebe vo forme tepla, avšak výhodnosť odôvodňuje tieto malé energetické straty.

Deliče kondenzátora napätia

V obvodoch so striedavým prúdom sa vo vysokonapäťových obvodoch na kondenzátoroch používajú deliče napätia. Používa reaktívnu povahu odporu kondenzátora v striedavých obvodoch. Veľkosť reaktancie kondenzátora v obvode so striedavým prúdom závisí od kapacity kondenzátora a od frekvencie napätia. Tu je vzorec na zistenie tohto odporu:

Vzorec naznačuje, že čím vyššia je elektrická kapacita kondenzátora, tým nižší je jeho reaktívny (kapacitný) odpor a čím vyššia je frekvencia, tým nižšia je reaktancia. Takéto deliče sa používajú v meracích obvodoch striedavých obvodov, poklesy napätia na pleciach sa považujú za podobné prípadu s konštantnými aktívnymi odpormi (rezistory, pozri vyššie).

Výhodou kondenzátorov používaných v rozdeľovačoch je to, že rozptyl energie vo forme tepla je minimálny a závisí iba od kvality dielektrika.

Oddeľovač napätia induktora

Indukčný delič napätia je ďalší typ deliča používaný pri meraní elektroniky striedavého prúdu, najmä v nízkonapäťových obvodoch pracujúcich pri vysokých frekvenciách. Odpor cievok pre striedavý prúd s vysokou frekvenciou je prevažne reaktívny (induktívny) v prírode, nachádza sa pomocou vzorca:

Vzorec naznačuje, že čím väčšia indukčnosť a vyššia frekvencia, tým vyšší je odpor cievky voči striedavému prúdu. Tu je dôležité pochopiť, že cievkový drôt má aktívny odpor, takže energia rozptýlená vo forme tepla, ktorý je charakteristický pre rozdeľovač na induktoroch, je oveľa vyššia ako výkon rozdeľovačov na kondenzátoroch.

V amatérskej elektronike sa často používajú deliče napätia. pri pripájaní analógových snímačov k modulom Arduino.