Spennings- og strømdelere

Spenningsdeler

I elektroteknikk brukes spenningsdelere veldig ofte, hvis drift kan kontrolleres ved å bruke spenningsfordelingsregelen. Figuren viser spenningsdelerkretser som brukes til å trappe ned en gitt forsyningsspenning (f.eks. 4, 6, 12 eller 220 V) til en hvilken som helst lavere spenning.

Ris. 1. Spenningsdelerkretser

I elektriske elektriske enheter, så vel som under målinger, er det noen ganger nødvendig å oppnå flere spenninger med en viss verdi fra en kilde. Spenningsdelere kalles ofte (og spesielt innen lavstrømsteknologi) potensiometre.

Den variable delspenningen oppnås ved å flytte glidekontakten til en reostat eller annen type motstand. Den konstante verdien av partiell spenning kan oppnås ved å skyve motstanden eller den kan lyttes til fra krysset mellom to separate motstander.

Ved hjelp av glidekontakten kan delspenningen som kreves for mottakeren med en motstand (lastmotstand) endres jevnt, mens glidekontakten gir parallellkobling av motstandene som delspenningen fjernes fra.

Motstander brukes som en del av spenningsdeleren for å oppnå en fast spenningsverdi. I dette tilfellet kobles utgangsspenningen Uout til inngangen Uin (unntatt mulig belastningsmotstand) gjennom følgende tilkobling:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Ris. 2. Spenningsdeler

Et eksempel. Ved hjelp av en motstandsdeler må du få en spenning på 1 V inn i en 100 kOhm belastning fra en 5 V DC-kilde. Det nødvendige spenningsdelingsforholdet er 1/5 = 0,2. Vi bruker en separator hvis diagram er vist i fig. 2.

Motstanden til motstandene R1 og R2 bør være betydelig mindre enn 100 kΩ. I dette tilfellet, når du beregner skillet, kan lastmotstanden neglisjeres.

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

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

R1 = 4R2

Derfor kan du velge R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Motstand R1 oppnås ved seriekobling av standardmotstander 1,8 og 2,2 kOhm, laget på grunnlag av en metallfilm med en nøyaktighet på ± 1% (effekt 0,25 W).

Det skal huskes at deleren selv forbruker strøm fra primærkilden (i dette tilfellet 1 mA) og denne strømmen vil øke når motstanden til delemotstandene avtar.

Motstander med høy nøyaktighet må brukes for å oppnå den angitte spenningsverdien.

Ulempen med en enkel motstandsspenningsdeler er at med en endring i lastmotstanden endres utgangsspenningen (Uout) til deleren. For å redusere påvirkningen av lasten på U, bør du velge hastigheten R2 minst 10 ganger mindre enn minimumsbelastningsmotstanden.

Det er viktig å huske at når motstanden til motstandene R1 og R2 avtar, øker strømmen som forbrukes av inngangsspenningskilden. Normalt bør denne strømmen ikke overstige 1-10 mA.

Strømskiller

Motstander brukes også til å lede en gitt del av den totale strømmen til den tilsvarende armen til deleren. For eksempel, i diagrammet på fig. 3 strøm Az er en del av totalstrømmen Azv bestemt av motstandene til motstandene R1 og R2, dvs. vi kan skrive at Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Et eksempel. Målerpekeren avviker til full skala hvis likestrømmen i den bevegelige spolen er 1 mA. Den aktive motstanden til spoleviklingen er 100 ohm Beregn motstanden måle shunt slik at pekeren til enheten avviker maksimalt ved en inngangsstrøm på 10 mA (se fig. 4).

Ris. 3. Strømdeler

Ris. 4.

Det nåværende splittforholdet er gitt av 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 motstanden til motstanden R1 kan oppnås ved å koble i serie to standard tykkfilmmotstander på 9,1 og 2 ohm med en nøyaktighet på ± 2 % (0,25 W). Merk igjen at i fig. 3 motstand R2 er indre motstand i måleapparatet.

Motstander med høy nøyaktighet (± 1%) bør brukes for å sikre god nøyaktighet ved deling av strømmene.