Шта је делилац напона и за шта се користи
Дефиниција
Подељивач напона је уређај или уређај који снижава ниво излазног напона у односу на улаз, пропорционално коефицијенту преноса (увек ће бити испод нуле). Ово је име добио по томе што представља два или више серијски повезаних делова ланца.
Они су линеарни и нелинеарни. Први су активни или реактивни отпор у којем је коефицијент преноса одређен односом Охмов закон. До изражених нелинеарних разделника спадају параметрични стабилизатори напона. Да видимо како је овај уређај уређен и зашто је потребан.
Врсте и принцип деловања
Одмах треба напоменути да је принцип рада делила напона генерално исти, али зависи од елемената од којих се састоји. Постоје три главне врсте линеарних кола:
- отпорни;
- капацитиван;
- индуктивна.
Најчешћи раздјелник на отпорницима, због његове једноставности и лакоће израчунавања. На његовом примјеру размотрите основне информације о овом уређају.
Било који делилац напона има Уинпут и Уоутпут, ако се састоји од два отпорнициако постоје три отпорника, тада ће бити два излазна напона и тако даље. Можете извршити било који број фаза поделе.
Улазни улаз једнак је напону напајања, излазни излаз зависи од односа отпорника у краковима разводника. Ако узмемо у обзир склоп са два отпорника, тада ће горњи, или како се још назива, руку за гашење бити Р1. Доња или излазна рука биће Р2.
Претпоставимо да имамо напајање од 10 В, отпор Р1 је 85 Охма, а отпор Р2 15 Охма. Потребно је израчунати излаз.
Онда:
У = И * Р
Пошто су повезани серијски, тада:
У1 = И * Р1
У2 = И * Р2
Онда ако додате изразе:
У1 + У2 = И (Р1 + Р2)
Ако одавде изразимо струју, добићемо:
Замењујући претходни израз, имамо следећу формулу:
Рачунајмо за наш пример:
Подељивач напона се може извршити на реактанцијама:
- на кондензатори (капацитиван);
- на индукторима (индуктивним).
Тада ће прорачуни бити слични, али отпор се израчунава помоћу формула испод.
За кондензаторе:
За индуктивност:
Карактеристика и разлика ових типова раздјелника је да се отпорнички раздјелник може користити у измјеничним и истосмјерним круговима, а капацитивни и индуктивни само у измјеничним струјним круговима, јер ће тада само њихова реактанција.
Занимљиво! АТ У неким случајевима, капацитивни раздјелник ће радити у истосмјерним круговима, добар примјер је употреба таквог рјешења у улазном кругу рачунарских напајања.
Употреба реактанције настаје због чињенице да се током њиховог рада не ослобађа толико топлоте колико код употребе активних отпора (отпорника) у структурама
Примери употребе у кругу
Постоји много шема у којима се користе деличи напона. Стога ћемо дати неколико примјера одједном.
Претпоставимо да дизајнирамо фазу појачала на транзистору који ради у класи А. На основу његовог принципа рада морамо поставити напон пристраности (У1) на основу транзистора тако да је његова радна тачка на линеарном сегменту карактеристике И - В, тако да струја кроз транзистор није била претерана. Претпоставимо да морамо да обезбедимо базну струју од 0,1 мА на У1 од 0,6 Волта.
Затим морамо израчунати отпор на раменима разделника, а ово је обрнуто израчунавање у односу на оно што смо дали горе. Пре свега, они налазе струју кроз разделник. Тако да струја оптерећења не утиче у великој мери на напон на њеним раменима, поставили смо струју кроз дељење на ред величине већег од струје оптерећења у нашем случају 1 мА. Напајање нека буде 12 волти.
Тада је укупни отпор разводника:
Рд = У напајање / И = 12 / 0,001 = 12000 Охм
Р2 / Р = У2 / У
Или:
Р2 / (Р1 + Р2) = У2 / У снага
10/20=3/6
20*3/6=60/6/10
Р2 = (Р1 + Р2) * У1 / У снага = 12000 * 0.6 / 12 = 600
Р1 = 12000-600 = 11400
Проверите прорачуне:
У2 = У * Р2 / (Р1 + Р2) = 12 * 600/12000 = 7200/12000 = 0,6 Волта.
Одговарајуће горње раме ће се угасити
У2 = У * Р2 / (Р1 + Р2) = 12 * 11400/12000 = 136800/12000 = 11,4 Волта.
Али ово није цео прорачун. За комплетан израчун разводника потребно је одредити снагу отпорника да не би прегорели. При струји од 1 мА, снага ће бити додељена Р1:
П1 = 11,4 * 0,001 = 0,0114 вата
А на Р2:
П2 = 0,6 * 0,001 = 0,000006 вата
Овде је то занемарљиво, али замислите каквој би струји требало отпорници ако би делилна струја била 100 мА или 1 А?
За први случај:
П1 = 11,4 * 0,1 = 1,14 вата
П2 = 0,6 * 0,1 = 0,06 вата
За други случај:
П1 = 11,4 * 1 = 11,4 вата
П2 = 0,6 * 1 = 0,6 вата
То су већ знатне цифре за електронику, укључујући и за употребу у појачалима. То није ефикасно, па се тренутно користе импулсни кругови, мада се линеарни склопови и даље користе или у аматерским конструкцијама или у специфичној опреми са посебним захтевима.
Други пример је делил за формирање У-референтне вредности за подесиву зенер диоду ТЛ431. Користе се у најјефтинијим изворима напајања и пуњачима за мобилне телефоне. Дијаграм повезивања и формула за израчунавање које видите доле. Помоћу два отпорника овде се ствара тачка са У-референцом од 2,5 волта.
Други пример је повезивање свих врста сензора на микроконтролере. Размотримо неколико схема повезивања сензора на аналогни улаз популарног АВР микроконтролера, користећи породицу Ардуино плоча као пример.
Мерни инструменти имају различите границе мерења. Таква се функција реализује и помоћу групе отпорника.
Али то не окончава обим делила напона. На овај начин се умањују додатни напони док се ограничава струја кроз ЛЕД, напон сијалица у вијенцу се такође дистрибуира, а можете напајати и оптерећење мале снаге.
Нелинеарни раздјелници
Споменули смо да нелинеарни разделници садрже параметрични стабилизатор. У свом најједноставнијем облику, састоји се од отпорника и зенер диоде. Зенер диода у кругу је слична конвенционалној полуводичкој диоди. Једина разлика је присуство додатне функције на катоди.
Прорачун се заснива на стабилизацији Зенер диоде. Затим, ако имамо зенер диоду од 3,3 волта, а напајање је 10 волти, тада се стабилизациона струја преузима из архиве у зенер диоду. На пример, нека буде једнака 20 мА (0,02 А), а струја оптерећења 10 мА (0,01 А).
Онда:
Р = 12-3,3 / 0,02 + 0,01 = 8,7 / 0,03 = 290 Охма
Да видимо како функционише такав стабилизатор. Зенер диода је укључена у круг у обрнутој вези, то јест, ако је излазни излаз нижи од устабилизације, струја не пролази кроз њега. Када се напајање У повећа до У стабилизације, долази до пропадања лавине или тунела ПН-чвора и кроз њега почиње да тече струја, која се назива стабилизациона струја. Ограничен је отпорником Р1 на којем се смањује разлика између У улаза и У стабилизације. Ако се прекорачи максимална струја стабилизације, долази до термичког квара и зенер диода изгоре.
Успут, понекад можете имплементирати стабилизатор на диоде. Напон стабилизације тада ће бити једнак директном паду диода или збиру падова у кругу диоде. Подесите струју погодну за оцену диоде и за потребе вашег круга. Ипак, такво се решење користи изузетно ретко. Али такав уређај на диодама је боље назвати лимитатор, а не стабилизатор. И варијанта истог склопа за наизменичне струје. Тако ограничавате амплитуду променљивог сигнала на нивоу директног пада - 0.7В.
Па смо схватили шта је овај делилац напона и зашто је потребан. Примјери гдје се користи било која од варијанти разматраних кола могу се дати још више, чак је и потенциометар у основи дјелитељ с бесконачно подесивим коефицијентом пријеноса, а често се користи у комбинацији с константним отпорником. У сваком случају, принцип деловања, избора и израчунавања елемената остаје непромењен.
На крају, препоручујемо вам да погледате видео на којем детаљније испитујемо како овај елемент делује и од чега се састоји:
Сродни материјали:
Учитавање ...
