Jännitteen ja virran jakajat

Jännitteen jakaja

Sähkötekniikassa käytetään hyvin usein jännitteenjakajia, joiden toiminta voidaan tarkistaa jännitteenjakosäännön avulla. Kuvassa on jännitteenjakajapiirejä, joilla alennetaan tiettyä syöttöjännitettä (esim. 4, 6, 12 tai 220 V) mihin tahansa alempaan jännitteeseen.

Riisi. 1. Jännitteenjakajapiirit

Sähkösähkölaitteissa, samoin kuin mittausten aikana, on joskus tarpeen saada useita tietyn arvoisia jännitteitä yhdestä lähteestä. Jännitteenjakajia kutsutaan usein (ja erityisesti pienvirtatekniikassa) potentiometreiksi.

Muuttuva osajännite saadaan siirtämällä reostaatin tai muun tyyppisen vastuksen liukukosketinta. Vakioarvoinen osajännite saadaan työntämällä vastusta tai sitä voidaan kuunnella kahden erillisen vastuksen liitoksesta.

Liukukoskettimen avulla voidaan tasaisesti muuttaa vastusvastaanottimelle (kuormitusvastus) tarvittavaa osajännitettä, kun taas liukukosketin mahdollistaa niiden vastusten rinnakkaiskytkennän, joista osajännite poistetaan.

Vastuksia käytetään osana jännitteenjakajaa kiinteän jännitearvon saamiseksi. Tässä tapauksessa lähtöjännite Uout kytketään tuloon Uin (lukuun ottamatta mahdollista kuormitusvastusta) seuraavan liitännän kautta:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Riisi. 2. Jännitteenjakaja

Esimerkki. Vastusjakajalla 5 V DC lähteestä 100 kOhm kuormaan tulee saada 1 V jännite Vaadittava jännitteenjakosuhde on 1/5 = 0,2. Käytämme erotinta, jonka kaavio on esitetty kuvassa. 2.

Vastusten R1 ja R2 resistanssin tulee olla huomattavasti alle 100 kΩ. Tässä tapauksessa jakajaa laskettaessa kuormitusvastus voidaan jättää huomiotta.

Siksi R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

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

R1 = 4R2

Siksi voit valita R2 = 1 kOhm, R1 - 4 kOhm. Resistanssi R1 saadaan sarjakytkemällä standardivastukset 1,8 ja 2,2 kOhm, jotka on valmistettu metallikalvon perusteella ± 1% tarkkuudella (teho 0,25 W).

On muistettava, että jakaja itse kuluttaa virtaa ensiölähteestä (tässä tapauksessa 1 mA) ja tämä virta kasvaa jakajan vastusten resistanssin pienentyessä.

Määritellyn jännitearvon saamiseksi on käytettävä erittäin tarkkoja vastuksia.

Yksinkertaisen vastusjännitteenjakajan haittana on, että kuormitusvastuksen muuttuessa jakajan lähtöjännite (Uout) muuttuu. Vähentääksesi kuorman vaikutusta U: hen, sinun tulee valita nopeus R2 vähintään 10 kertaa pienempi kuin vähimmäiskuormitusvastus.

On tärkeää muistaa, että kun vastusten R1 ja R2 resistanssi pienenee, tulojännitelähteen kuluttama virta kasvaa. Normaalisti tämä virta ei saa ylittää 1-10 mA.

Virranjakaja

Vastuksia käytetään myös ohjaamaan tietty osa kokonaisvirrasta jakajan vastaavaan haaraan. Esimerkiksi kuvan 1 kaaviossa. 3 virta Az on osa kokonaisvirtaa Azv, joka määräytyy vastusten R1 ja R2 vastusten perusteella, ts. voimme kirjoittaa, että Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Esimerkki. Mittarin osoitin poikkeaa täydelle asteikolle, jos tasavirta liikkuvassa kelassa on 1 mA. Kelan käämin aktiivinen vastus on 100 ohmia Laske vastus mittausshuntti niin, että laitteen osoitin poikkeaa maksimissaan 10 mA:n tulovirralla (ks. kuva 4).

Riisi. 3. Virranjakaja

Riisi. 4.

Nykyinen jakosuhde saadaan suhteesta:

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

Siksi,

0,1 R1 + 0,1 R2 = R1

0,1 R1 + 10 = R1

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

Vastuksen R1 vaadittu resistanssi saadaan kytkemällä sarjaan kaksi vakiopaksukalvovastusta 9,1 ja 2 ohmia tarkkuudella ± 2 % (0,25 W). Huomaa jälleen, että kuvassa. 3 vastus R2 on mittauslaitteen sisäinen vastus.

Korkean tarkkuuden (± 1%) vastuksia tulisi käyttää hyvän tarkkuuden varmistamiseksi virtojen jakamisessa.