). Può essere rappresentato come due sezioni della catena, chiamato spalle, la somma delle tensioni su cui è uguale alla tensione di ingresso. Viene chiamata la spalla tra zero potenziale e punto medio inferioree l'altro top. Ci sono divisori di tensione lineari e non lineari. Nella tensione di uscita lineare varia linearmente a seconda dell'ingresso. Tali divisori vengono utilizzati per impostare i potenziali e le tensioni operative in vari punti nei circuiti elettronici. Nei divisori non lineari, la tensione di uscita dipende dal coefficiente non lineare. I divisori di tensione non lineari sono utilizzati nei potenziometri funzionali. La resistenza può essere sia attiva che reattiva.
Separatore di tensione resistivo
Il partitore di tensione resistivo più semplice è costituito da due resistori collegati in serie e collegati a una sorgente di tensione. Poiché i resistori sono collegati in serie, la corrente che li attraversa sarà la stessa in accordo con la prima regola di Kirchhoff. La caduta di tensione attraverso ciascuna resistenza secondo la legge di Ohm è proporzionale alla resistenza (corrente, come è stato detto in precedenza, lo stesso):
Per ogni resistenza:
Dividendo l'espressione dell'espressione per il risultato ottenuto:
Quindi, il rapporto tra le tensioni e esattamente uguale al rapporto tra le resistenze e.
Usando l'uguaglianza
in cui, e
E, esprimendo da esso la relazione per la corrente:
Otteniamo la formula che collega la tensione di uscita () e input () del divisore:
Va notato che la resistenza di carico del partitore di tensione dovrebbe essere molto maggiore della resistenza del divisore, in modo che nei calcoli questa resistenza collegata in parallelo possa essere trascurata. Per selezionare i valori specifici di resistenza nella pratica, di regola, è sufficiente seguire il seguente algoritmo. Innanzitutto, è necessario determinare la grandezza del partitore corrente che funziona con il carico scollegato. Questa corrente dovrebbe essere significativamente maggiore della corrente (di solito con un eccesso di 10 volte la grandezza) consumata dal carico, ma, tuttavia, la corrente specificata non dovrebbe creare un carico eccessivo sulla sorgente di tensione. In base alla grandezza della corrente, secondo la legge di Ohm, determinare il valore della resistenza totale. Resta solo da prendere valori specifici di resistenze dalla serie standard, il cui rapporto dei valori è vicino al rapporto richiesto di tensioni, e la somma dei valori è vicina a quella calcolata. Quando si calcola il divisore reale, è necessario tenere conto del coefficiente di temperatura della resistenza, delle tolleranze sui valori nominali delle resistenze, della gamma di variazione della tensione di ingresso e delle possibili variazioni nelle proprietà di carico del divisore, nonché della potenza dissipata massima dei resistori - deve superare la potenza assegnata a loro, dove è la corrente di origine quando il carico è spento ( in questo caso, la massima corrente possibile attraversa i resistori).
applicazione
Il divisore di tensione è importante nella progettazione del circuito. Come divisore di tensione reattiva, il più semplice filtro elettrico può essere citato come esempio e un regolatore parametrico di tensione come non lineare.
I divisori di tensione sono stati utilizzati come dispositivi di memoria elettromeccanici nell'AVM. In tali dispositivi, gli angoli di rotazione dei reostati corrispondono a valori memorizzati. Tali dispositivi possono memorizzare informazioni indefinitamente.
Amplificatore di tensione
Il partitore di tensione può essere usato per amplificare la tensione di ingresso - questo è possibile se, e - negativamente, per esempio, come nella sezione della caratteristica di corrente-tensione di un diodo tunnel
Limitazioni nell'uso di divisori resistivi di tensione
- La resistenza nominale del divisore deve essere 100-1000 volte inferiore alla resistenza nominale del carico.
- Piccoli valori di resistenza, che sono un partitore di tensione, portano al verificarsi di grandi correnti nel partitore. L'efficienza del circuito è ridotta a causa delle resistenze di riscaldamento.
- Il divisore di tensione resistivo non può essere utilizzato per collegare dispositivi elettrici potenti: macchine elettriche, elementi riscaldanti.
Documentazione normativa e tecnica
- GOST 11282-93 (IEC 524-75) - Divisori di tensione CC resistivi
note
riferimenti
Wikimedia Foundation. 2010.
Guarda cos'è un "divisore di tensione" in altri dizionari:
divisore di tensione - un dispositivo di conversione divisore di tensione, costituito da una spalla alta e bassa tensione tale che la tensione di ingresso è applicato all'intero dispositivo, e la tensione di uscita viene prelevato dal braccio a bassa tensione. [MES ... ... Guida del traduttore tecnico
Grande dizionario enciclopedico
Un dispositivo che consente di rimuovere (utilizzo) solo una parte delle CC o CA elementi di tensione disponibili da un circuito elettrico costituito da resistori, condensatori o induttori. Utilizzato nella radio e ... ... Dizionario enciclopedico
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Dispositivo elettrotecnico per la divisione della tensione costante o corrente alternata a parte. Qualsiasi D. n. consiste di resistenze elettriche attive o reattive. Di solito D. n. utilizzato per misurare la tensione. A basso ... ... Grande Enciclopedia Sovietica
Dispositivo elettrico che consente di rimuovere (utilizzare) solo una parte della tensione CC o CA disponibile mediante elementi di un circuito elettrico costituito da resistori, condensatori o induttori. Con ... ... Enciclopedia della tecnologia
Un dispositivo in cui la tensione di ingresso e di uscita sono correlate dal coefficiente di trasferimento. Il divisore può essere rappresentato come due sezioni del circuito, chiamate spalle, la somma delle tensioni su cui è uguale alla tensione di ingresso. Molto spesso il partitore di tensione è costruito da due resistori. Un tale divisore è chiamato resistenza. Ogni resistenza in un tale divisore è chiamata spalla. La spalla connessa al terreno è chiamata inferiore, ciò che è collegato con il più, il superiore. Il punto di connessione dei due resistori è chiamato braccio centrale o punto medio. Per dirla semplicemente, puoi immaginare la spalla media come una piscina. Il partitore di tensione ci consente di controllare due "chiuse", "scaricare" la tensione nel terreno (riducendo la resistenza della spalla inferiore) o "riversare" la tensione nella piscina (riducendo la resistenza della spalla superiore). Quindi, il divisore può essere utilizzato per ottenere solo una parte di esso dalla tensione iniziale.
Schema schematico del partitore di tensione
In questo esempio, viene applicata una tensione di 9 V all'ingresso (Uin). Supponiamo di dover ottenere l'output (Uout) 5V. Come calcolare i resistori per il partitore di tensione?
Calcolo del partitore di tensione
Molti si trovano di fronte al fatto che non ci sono formule per calcolare la resistenza nel divisorio. In realtà, tali formule sono facili da ottenere. Ma su tutto in ordine. Per chiarezza, iniziamo il calcolo dalla fine, vale a dire calcolare la tensione di uscita, conoscendo i valori dei resistori.
La corrente che scorre attraverso R1 e R2 è la stessa fino a quando nulla è collegato al braccio centrale (Uout). La resistenza totale dei resistori a connessione seriale è uguale alla somma delle loro resistenze:
Rtot = R1 + R2 = 400 + 500 = 900 Ohm
Secondo la legge di Ohm, troviamo la forza della corrente che scorre attraverso i resistori:
I = Uin / Rtobt = 9V / 900 Ohm = 0,01 A = 10 mA
Ora, quando conosciamo la corrente nel braccio inferiore (la corrente che passa attraverso R2), calcoliamo la tensione nel braccio inferiore (la legge di Ohm Again):
Uout = I * R2 = 0,01A * 500 Ohm = 5V
O semplificando la catena di calcolo:
Uout = Uin * (R2 / (R1 + R2))
Applicando un po 'di matematica e altre conoscenze, aggiungendo tutto con la legge di Ohm, puoi ottenere le seguenti formule:
R1 = (Uin-Uout) / Id + In
R2 = Uout / Id
qui Id e Ir - divisore corrente e corrente di carico, rispettivamente. In generale, non hai nemmeno bisogno di sapere quali sono queste correnti. Puoi solo prenderli uguali Id = 0,01 A (10 mA) e Ir = 0. Cioè, considera il divisore senza carico. Questo è accettabile purché utilizziamo il divisore solo per misurazioni di tensione (e in tutti gli esempi nella nostra knowledge base, questo è esattamente ciò che viene utilizzato). Quindi le formule saranno semplificate:
R1 = (Uin-Uout) * 100
R2 = Uout * 100
Post scriptum Questo non è affatto importante, ma nota: 100 non è una quantità fisica. Dopo aver accettato la condizione Id abbiamo sempre 0,01 A, è solo un coefficiente risultante dal trasferimento di 0,01 al numeratore.
verificare:
La tensione in ingresso è 9 volt, vogliamo ottenere 5 volt in uscita. Sostituisci i valori nella formula, otteniamo:
R1 = (9-5) * 100 = 400 Ohm
R2 = 5 * 100 = 500 Ohm
Tutto si combina!
Applicazione del divisore di tensione
Fondamentalmente, un divisore di tensione viene utilizzato dove è necessario misurare la resistenza variabile. Questo principio si basa sulla lettura dei valori della fotoresistenza: la fotoresistenza è inclusa nel divisore come una spalla. Il secondo braccio è un resistore fisso. Allo stesso modo, puoi leggere le letture del termistore.
Durante la progettazione circuiti elettrici Ci sono casi in cui è necessario ridurre la tensione (dividerla in più parti) e solo una parte di essa deve essere applicata al carico. Per questi scopi, utilizzare divisori di tensione. Si basano sulla seconda legge di Kirchhoff.
Il circuito più semplice è un partitore di tensione resistivo. Due resistori R1 e R2 sono collegati in serie con.
a connessione seriale la resistenza attraverso di loro scorre la stessa corrente I.
Di conseguenza, secondo la legge di Ohm, la tensione tra i resistori è divisa in proporzione al loro valore.
Colleghiamo il carico in parallelo a R1 o R2. Di conseguenza, il carico avrà una tensione pari a U R2.
Esempi dell'applicazione di un partitore di tensione
- Come divisore di tensione. Immagina di avere una lampadina che può funzionare solo a partire da 6 volt e c'è una batteria da 9 volt. In questo caso, quando si collega la lampadina alla batteria, la lampadina si brucerà. Affinché la lampadina funzioni in modalità nominale, la tensione di 9 V deve essere divisa in 6 e 3 volt. Questo compito viene eseguito dai divisori di tensione più semplici sui resistori.
- Parametro sensore - tensione. La resistenza degli elementi resistivi dipende da molti parametri, come la temperatura. Inseriamo una delle resistenze in un ambiente con temperature variabili. Di conseguenza, quando la temperatura cambia, la resistenza di uno dei divisori di tensione cambierà. Cambia la corrente attraverso il divisore. Secondo la legge di Ohm, la tensione di ingresso viene ridistribuita tra due resistenze.
- Amplificatore di tensione. Il partitore di tensione può essere utilizzato per amplificare la tensione di ingresso. Ciò è possibile se la resistenza dinamica di uno degli elementi divisori è negativa, ad esempio nella sezione della caratteristica corrente-tensione del diodo tunnel.
Limitazioni nell'utilizzo di divisori resistivi di tensione
- La resistenza nominale del partitore di tensione sulle resistenze deve essere 100-1000 volte inferiore alla resistenza nominale del carico collegato al partitore. In caso contrario, la resistenza di carico ridurrà il valore della tensione divisa dal divisore.
- Piccoli valori di resistenza, che sono un partitore di tensione, portano a grandi perdite di potenza attiva. Grandi correnti fluiscono attraverso il divisore. È necessario selezionare le resistenze in modo che non si brucino e possano dissipare questa quantità di energia rilasciata all'ambiente.
- Il divisore di tensione resistivo non può essere utilizzato per collegare dispositivi elettrici potenti: macchine elettriche, elementi riscaldanti, forni ad induzione.
- Riduzione dell'efficienza del circuito a causa di perdite sugli elementi attivi del partitore di tensione.
- Per ottenere risultati accurati nel partitore di tensione, è necessario utilizzare una resistenza di precisione (alta precisione).
