Dirençler, kapasitörler ve indüktörler için gerilim bölücü

Başlangıç ​​değerinin bir kısmına eşit sabit bir voltaj değeri elde etmek için, elektrik devrelerinde voltaj bölücüler kullanılır. Voltaj bölücüler, dirençler veya reaktifler (kapasitörler veya indüktörler) olabilen iki veya daha fazla elemandan oluşabilir.

Voltaj bölücü - giriş voltajını parçalara bölmek için kullanılan dirençlerin bir kombinasyonu.

En basit haliyle, voltaj bölücü, birbiriyle seri olarak bağlanmış bir elektrik devresinin, bölücünün omuzları olarak adlandırılan bir çift bölümü ile temsil edilir. Üst kol, pozitif voltaj noktası ile bölümlerin seçilen bağlantı noktası arasında yer alan bölümdür ve alt kol bağlantı noktası (seçilen nokta, sıfır noktası) ile ortak tel arasındaki bölümdür.

Direnç voltaj bölücüler

Tabii ki, voltaj bölücüler hem doğru akım devrelerinde hem de alternatif akım devrelerinde kullanılabilir. Direnç bölücüler her iki devre için de uygundur, ancak sadece düşük voltajlı devrelerde kullanılırlar. Cihazlara güç vermek için dirençlerdeki voltaj bölücüler kullanılmaz.

En basit haliyle, dirençli bir voltaj bölücü sadece direnç çiftleriseri bağlı. Bölünebilir voltaj, bölücüye beslenir, sonuç olarak, bu voltajın, direncin değeri ile orantılı olan belirli bir kısmı, her bir direncin üzerine düşer. Buradaki voltaj düşüşlerinin toplamı, bölücüye sağlanan voltaja eşittir.

Ohm'un bir elektrik devresinin bir bölümü için yasaya göre, her bir dirençte, voltaj düşüşü direncin akımı ve direnç değeri ile doğru orantılı olacaktır. Kirchhoff'un ilk kuralına göre, bu devreden geçen akım her yerde aynı olacaktır. Böylece, her direnç için voltaj düşüşleri olacaktır:

Ve devrenin uçlarındaki voltaj şuna eşit olacaktır:

Ve bölücü devresindeki akım:

Şimdi, akımın ifadesini dirençler arasındaki voltaj düşüşleri için formüllere koyarsak, bölücünün dirençlerinin her birinde voltaj değerlerini bulmak için formüller elde ederiz:

R1 ve R2 dirençlerinin değerlerini seçerek, tüm giriş voltajının herhangi bir bölümünü seçebilirsiniz. Voltajın birkaç parçaya bölünmesi gerektiğinde, voltaj kaynağına seri olarak birkaç direnç bağlanır.

Çeşitli amaçlar için dirençler üzerinde bir voltaj bölücü kullanırken, bir ölçüm cihazı veya başka bir şey olsun, bölücünün kollarından birine bağlı yükün, bölücüyü oluşturan dirençlerin toplam direncinden çok daha fazla kendi direncine sahip olması gerektiğini anlamak önemlidir. Aksi takdirde, bölücünün bir parçası olan omuz direncine paralel olarak kabul edilen hesaplamalarda yük direncinin kendisi dikkate alınmalıdır.

Örnek: 5 voltluk bir DC voltaj kaynağı vardır, ayırıcıdan 2 voltluk bir ölçüm sinyalini çıkarmak için bir voltaj bölücü için dirençleri seçmek gerekir. Bölücüde izin verilen güç 0,02 watt'ı geçmemelidir.

Çözüm: Bölücü tarafından dağıtılan maksimum güç 0,02 W olsun, o zaman bölücünün Ohm yasasından 5 voltluk minimum toplam direncini bulacağız, 1250 Ohm olacak. 1.47 kOhm bizim tarafımızdan seçilen bölücünün toplam direnci olsun, sonra 2 volt 588 ohm'a düşecektir. 470 ohm'da sabit bir direnç ve 1 kOhm'da bir değişken seçiyoruz. Değişken direnci 588 ohm'a ayarlayın.

Gerilim bölücü dirençleri günümüzde elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu şemalarda, bölücüler için dirençlerin değerleri, devrelerin aktif elemanlarının parametrelerine göre seçilir. Kural olarak, bölücüler devrelerin ölçüm devrelerinde, voltaj dönüştürücülerin geri besleme devrelerinde, vb.

Kondansatör voltaj bölücüler

Alternatif akım devrelerinde, yüksek gerilim devrelerinde, kapasitörlerde voltaj bölücüler kullanılır. AC devrelerinde kapasitör direncinin reaktif doğasını kullanır. Alternatif bir akım devresinde bir kapasitörün reaktansının büyüklüğü, kapasitörün kapasitansına ve voltaj frekansına bağlıdır. İşte bu direnci bulmak için formül:

Formül, kapasitörün elektrik kapasitesinin ne kadar yüksek olduğunu - reaktif (kapasitif) direncinin ne kadar düşük ve frekansın ne kadar yüksek olduğunu - reaktansın o kadar düşük olduğunu gösterir. Bu tür bölücüler AC devrelerinin devrelerini ölçmek için kullanılır, omuzlardaki voltaj düşüşleri sabit aktif dirençlere sahip duruma benzer olarak kabul edilir (dirençler, yukarıya bakın).

Bölücülerde kullanılan kapasitörlerin avantajı, ısı şeklinde enerjinin dağılmasının minimum düzeyde olması ve sadece dielektrikin kalitesine bağlı olmasıdır.

İndüktör Gerilim Bölücü

Endüktif voltaj bölücü, alternatif akım elektroniklerinin ölçülmesinde kullanılan, özellikle yüksek frekanslarda çalışan düşük voltajlı devrelerde kullanılan başka bir ayırıcı türüdür. Bobinlerin yüksek frekansın alternatif akımı için direnci, esas olarak doğada reaktiftir (endüktif), formülle bulunur:

Formül, endüktans ne kadar büyük ve frekans ne kadar yüksek olursa, alternatif akıma bobin direncinin o kadar yüksek olduğunu gösterir. Burada, bobin telinin aktif bir dirence sahip olduğunu anlamak önemlidir, bu nedenle, indüktörlerde bir bölücünün özelliği olan ısı şeklinde dağıtılan gücün, kapasitörlerdeki bölücülerinkinden çok daha yüksektir.

Amatör elektroniklerde, voltaj bölücüler sıklıkla kullanılır. analog sensörleri Arduino modüllerine bağlarken.