Razdjelnici napona i struje

Razdjelnik napona

U elektrotehnici se vrlo često koriste djelitelji napona čiji se rad može provjeriti primjenom pravila raspodjele napona. Slika prikazuje krugove razdjelnika napona koji se koriste za snižavanje zadanog napona napajanja (npr. 4, 6, 12 ili 220 V) na bilo koji niži napon.

Riža. 1. Krugovi razdjelnika napona

U električnim električnim uređajima, kao i tijekom mjerenja, ponekad je potrebno dobiti nekoliko napona određene vrijednosti iz jednog izvora. Razdjelnici napona se često (a posebno u tehnici slabe struje) nazivaju potenciometri.

Promjenjivi parcijalni napon dobiva se pomicanjem kliznog kontakta reostata ili druge vrste otpornika. Parcijalni napon konstantne vrijednosti može se dobiti guranjem otpornika ili se može slušati iz spoja dva odvojena otpornika.

Uz pomoć kliznog kontakta može se glatko mijenjati parcijalni napon potreban za prijemnik s otporom (otpor opterećenja), dok klizni kontakt omogućuje paralelno spajanje otpora s kojih se parcijalni napon uklanja.

Otpornici se koriste kao dio razdjelnika napona za postizanje fiksne vrijednosti napona. U ovom slučaju, izlazni napon Uout je spojen na ulaz Uin (isključujući mogući otpor opterećenja) kroz sljedeću vezu:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Riža. 2. Razdjelnik napona

Primjer. Koristeći otpornički razdjelnik, trebate dobiti napon od 1 V u opterećenju od 100 kOhm iz istosmjernog izvora od 5 V. Potreban omjer dijeljenja napona je 1/5 = 0,2. Koristimo separator čija je shema prikazana na sl. 2.

Otpor otpornika R1 i R2 trebao bi biti znatno manji od 100 kΩ. U tom slučaju, pri proračunu razdjelnika, otpor opterećenja može se zanemariti.

Prema tome, R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

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

R1 = 4R2

Stoga možete odabrati R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Otpor R1 dobiva se serijskim spajanjem standardnih otpornika 1,8 i 2,2 kOhm, izrađenih na osnovi metalnog filma s točnošću od ± 1% (snaga 0,25 W).

Treba imati na umu da sam razdjelnik troši struju iz primarnog izvora (u ovom slučaju 1 mA) i ta će struja rasti kako se smanjuje otpor otpornika razdjelnika.

Za postizanje specificirane vrijednosti napona moraju se koristiti otpornici visoke točnosti.

Nedostatak jednostavnog otporničkog djelitelja napona je taj što se s promjenom otpora opterećenja mijenja izlazni napon (Uout) djelitelja. Da bi se smanjio utjecaj opterećenja na U, treba odabrati brzinu R2 najmanje 10 puta manju od minimalnog otpora opterećenja.

Važno je zapamtiti da kako se otpor otpornika R1 i R2 smanjuje, struja koju troši izvor ulaznog napona raste. Normalno, ova struja ne bi trebala prelaziti 1-10 mA.

Strujni razdjelnik

Otpornici se također koriste za usmjeravanje određenog dijela ukupne struje na odgovarajući krak razdjelnika. Na primjer, u dijagramu na sl. 3 struja Az je dio ukupne struje Azv određene otporima otpornika R1 i R2, tj. možemo napisati da je Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Primjer. Kazaljka mjerača odstupa do pune skale ako je istosmjerna struja u pokretnom svitku 1 mA. Aktivni otpor namota zavojnice je 100 ohma.Izračunajte otpor mjerni shunt tako da kazaljka uređaja maksimalno odstupa pri ulaznoj struji od 10 mA (vidi sl. 4).

Riža. 3. Razdjelnik struje

Riža. 4.

Trenutni omjer podjele dan je omjerom:

Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohma

Stoga,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 oma

Potreban otpor otpornika R1 može se dobiti serijskim spajanjem dvaju standardnih debeloslojnih otpornika od 9,1 i 2 ohma s točnošću od ± 2% (0,25 W). Napomenimo još jednom da je na Sl. 3 otpor R2 je unutarnji otpor mjernog uređaja.

Treba koristiti otpornike visoke točnosti (± 1%) kako bi se osigurala dobra točnost u dijeljenju struja.