Spændings- og strømdelere

Spændingsdeler

I elektroteknik bruges spændingsdelere meget ofte, hvis funktion kan kontrolleres ved at anvende spændingsfordelingsreglen. Figuren viser spændingsdelerkredsløb, der bruges til at nedtrappe en given forsyningsspænding (f.eks. 4, 6, 12 eller 220 V) til en hvilken som helst lavere spænding.

Ris. 1. Spændingsdelerkredsløb

I elektriske elektriske enheder, såvel som under målinger, er det nogle gange nødvendigt at opnå flere spændinger af en vis værdi fra en kilde. Spændingsdelere kaldes ofte (og især i lavstrømsteknologi) potentiometre.

Den variable delspænding opnås ved at flytte glidekontakten på en reostat eller en anden type modstand. Den konstante værdi af partialspænding kan opnås ved at skubbe modstanden, eller den kan lyttes til fra krydset mellem to separate modstande.

Ved hjælp af glidekontakten kan den delspænding, der kræves til modtageren med en modstand (belastningsmodstand), ændres jævnt, mens glidekontakten giver parallelforbindelse af de modstande, hvorfra delspændingen fjernes.

Modstande bruges som en del af spændingsdeleren for at opnå en fast spændingsværdi. I dette tilfælde er udgangsspændingen Uout forbundet til indgangen Uin (eksklusive den mulige belastningsmodstand) gennem følgende forbindelse:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Ris. 2. Spændingsdeler

Et eksempel. Ved hjælp af en modstandsdeler skal du få en spænding på 1 V ind i en 100 kOhm belastning fra en 5 V DC-kilde.Det nødvendige spændingsdelingsforhold er 1/5 = 0,2. Vi bruger en separator, hvis diagram er vist i fig. 2.

Modstanden af ​​modstande R1 og R2 bør være væsentligt mindre end 100 kΩ. I dette tilfælde kan belastningsmodstanden forsømmes ved beregning af skillevæggen.

Derfor er R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

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

R1 = 4R2

Derfor kan du vælge R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Modstand R1 opnås ved serieforbindelse af standardmodstande 1,8 og 2,2 kOhm, lavet på basis af en metalfilm med en nøjagtighed på ± 1% (effekt 0,25 W).

Det skal huskes, at deleren selv forbruger strøm fra den primære kilde (i dette tilfælde 1 mA), og denne strøm vil stige, når modstanden af ​​delemodstandene falder.

Modstande med høj nøjagtighed skal bruges for at opnå den specificerede spændingsværdi.

Ulempen ved en simpel modstandsspændingsdeler er, at med en ændring i belastningsmodstanden ændres udgangsspændingen (Uout) af deleren. For at reducere belastningens indflydelse på U, bør du vælge hastigheden R2 mindst 10 gange mindre end den mindste belastningsmodstand.

Det er vigtigt at huske, at når modstanden af ​​modstande R1 og R2 falder, stiger strømmen, der forbruges af indgangsspændingskilden. Normalt bør denne strøm ikke overstige 1-10 mA.

Nuværende skillevæg

Modstande bruges også til at lede en given del af den samlede strøm til den tilsvarende arm af deleren. For eksempel i diagrammet i fig. 3 strøm Az er en del af den samlede strøm Azv bestemt af modstandene R1 og R2, dvs. vi kan skrive at Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Et eksempel. Målerviseren afviger til fuld skala, hvis DC-strømmen i den bevægelige spole er 1 mA. Den aktive modstand af spoleviklingen er 100 ohm. Beregn modstanden måleshunt således at apparatets viser maksimalt afviger ved en indgangsstrøm på 10 mA (se fig. 4).

Ris. 3. Strømdeler

Ris. 4.

Det aktuelle splitforhold er givet ved forholdet:

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

Derfor,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

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

Den nødvendige modstand af modstanden R1 kan opnås ved at seriekoble to standard tykfilmsmodstande på 9,1 og 2 ohm med en nøjagtighed på ± 2 % (0,25 W). Bemærk igen, at i fig. 3 modstand R2 er indre modstand af måleapparatet.

Høj nøjagtighed (± 1%) modstande bør anvendes for at sikre god nøjagtighed ved opdeling af strømmene.