Расчет резистивного делителя напряжения: Практическое руководство — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как рассчитать делитель напряжения на резисторах. Какие формулы использовать для расчета делителя напряжения. Какие типы делителей напряжения существуют. Где применяются делители напряжения в электронике. Как подобрать номиналы резисторов для делителя напряжения.

Содержание

Что такое резистивный делитель напряжения

Резистивный делитель напряжения — это простая, но очень важная электрическая схема, которая позволяет получить на выходе напряжение меньшее, чем на входе. Принцип работы делителя основан на падении напряжения на последовательно соединенных резисторах.

Схема простейшего резистивного делителя состоит всего из двух резисторов, соединенных последовательно. Входное напряжение подается на всю цепочку, а выходное снимается с нижнего резистора.

Основная формула для расчета делителя напряжения

Расчет выходного напряжения делителя производится по следующей формуле:

Uвых = Uвх * R2 / (R1 + R2)

где:

Uвых — выходное напряжение
Uвх — входное напряжение
R1 — сопротивление верхнего резистора

R2 — сопротивление нижнего резистора

Эта формула позволяет рассчитать выходное напряжение при известных входном напряжении и сопротивлениях резисторов. Также она может использоваться для подбора номиналов резисторов при заданных входном и выходном напряжениях.

Типы резистивных делителей напряжения

Существует несколько типов резистивных делителей напряжения:

Фиксированный делитель

Состоит из двух резисторов с фиксированными номиналами. Обеспечивает постоянный коэффициент деления.

Переменный делитель (потенциометр)

Содержит переменный резистор, что позволяет плавно регулировать выходное напряжение.

Многоступенчатый делитель

Содержит цепочку из трех и более резисторов, обеспечивая несколько уровней выходного напряжения.

Области применения делителей напряжения

Делители напряжения широко применяются в электронике для следующих целей:

Снижение напряжения питания для различных узлов схемы

Создание опорных напряжений
Измерение высоких напряжений
Сдвиг уровня сигналов
Регулировка громкости в аудиотехнике
Формирование сетки напряжений в ЦАП и АЦП

Как рассчитать делитель напряжения

Для расчета делителя напряжения необходимо выполнить следующие шаги:

Определить требуемые входное и выходное напряжения
Задать ток через делитель (обычно 0.1-1 мА)
Рассчитать общее сопротивление делителя: R = Uвх / I
Найти сопротивление нижнего резистора: R2 = Uвых / I
Вычислить сопротивление верхнего резистора: R1 = R — R2
Выбрать ближайшие стандартные номиналы резисторов

Пример расчета делителя напряжения

Рассмотрим пример расчета делителя для получения 5 В из 12 В источника.

Исходные данные:

Uвх = 12 В

Uвых = 5 В
I = 0.5 мА

Расчет:

R = 12 В / 0.0005 А = 24 кОм
R2 = 5 В / 0.0005 А = 10 кОм
R1 = 24 кОм — 10 кОм = 14 кОм

Выбираем ближайшие стандартные номиналы: R1 = 15 кОм, R2 = 10 кОм

Проверка работы делителя напряжения

После сборки делителя напряжения рекомендуется проверить его работу. Для этого можно выполнить следующие действия:

Измерить входное напряжение
Измерить выходное напряжение
Сравнить измеренное выходное напряжение с расчетным

При необходимости подобрать более точные номиналы резисторов
Проверить работу делителя под нагрузкой

Влияние нагрузки на работу делителя напряжения

При подключении нагрузки к выходу делителя напряжения его работа может существенно измениться. Это связано с тем, что нагрузка включается параллельно нижнему резистору делителя, уменьшая его эффективное сопротивление.

Для минимизации влияния нагрузки необходимо выполнять следующие условия:

Сопротивление нагрузки должно быть как минимум в 10 раз больше сопротивления нижнего резистора делителя
Ток через делитель должен быть значительно больше тока нагрузки

В противном случае необходимо учитывать влияние нагрузки при расчете делителя или использовать активные схемы, например, на основе операционных усилителей.

Преимущества и недостатки резистивных делителей напряжения

Резистивные делители напряжения имеют ряд преимуществ:

Простота схемы
Низкая стоимость
Высокая надежность
Отсутствие шумов и помех
Линейность преобразования

Однако у них есть и некоторые недостатки:

Зависимость от нагрузки
Постоянное потребление тока
Ограниченный диапазон регулировки
Невысокая точность без применения прецизионных компонентов

Заключение

Резистивные делители напряжения — это простые, но очень полезные схемы, широко применяемые в электронике. Понимание принципов их работы и методов расчета позволяет эффективно решать многие задачи, связанные с преобразованием уровней напряжения. При правильном подборе компонентов делители обеспечивают стабильную и надежную работу в составе различных электронных устройств.

Калькулятор расчета делителя напряжения

Онлайн расчет. Применение на. Схема традиционного резисторного делителя напряжения. Расчет резистивного делителя напряжения. Онлайн расчет с примерами резистивного делителя напряжения.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Онлайн калькулятор расчета делителя напряжения

Расчет резистора для понижения напряжения калькулятор. Делитель напряжения на резисторах

Формулы, позволяющие рассчитать сопротивление для понижения напряжения

Нахождение делителя напряжения

Делитель напряжения

Расчет делителя напряжения

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Куда уходят вольты? «Фокус» с делителем напряжения

Онлайн калькулятор расчета делителя напряжения

Для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть используется делитель напряжения voltage divider. Это схема, строящаяся на основе пары резисторов. В примере, на вход подаются стандартные 9 В.

Но какое напряжение получится на выходе V out? Или эквивалентный вопрос: какое напряжение покажет вольтметр? Ток, протекающий через R1 и R2 одинаков пока к выходу V out ничего не подключено. А суммарное сопротивление пары резисторов при последовательном соединении:. Так с помощью пары резисторов мы изменили значение входного напряжения с 9 до 5 В. Это простой способ получить несколько различных напряжений в одной схеме, оставив при этом только один источник питания.

Другое применение делителя напряжения — это снятие показаний с датчиков. Существует множество компонентов, которые меняют своё сопротивление в зависимости от внешних условий. Так термисторы меняют сопротивление от нуля до определённого значения в зависимости от температуры, фоторезисторы меняют сопротивление в зависимости от интенсивности попадающего на них света и т. Если в приведённой выше схеме заменить R1 или R2 на один из таких компонентов, V out будет меняться в зависимости от внешних условий, влияющих на датчик.

Подключив это выходное напряжение к аналоговому входу Ардуино, можно получать информацию о температуре, уровне освещённости и других параметрах среды. Значение выходного напряжения при определённых параметрах среды можно расчитать, сопоставив документацию на переменный компонент и общую формулу расчёта V out.

С делителем напряжения не всё так просто, когда к выходному подключения подключается какой-либо потребитель тока, который ещё называют нагрузкой load :. В этом случае V out уже не может быть расчитано лишь на основе значений V in , R1 и R2 : сама нагрузка провоцирует дополнительное падение напряжения voltage drop. Пусть нагрузкой является нечто, что потребляет ток в 10 мА при предоставленных 5 В. Тогда её сопротивление. В случае с подключеной нагрузкой следует рассматривать нижнюю часть делителя, как два резистора соединённых параллельно:.

Как видно, мы потеряли более полутора вольт напряжения из-за подключения нагрузки. И тем ощутимее будут потери, чем больше номинал R2 по отношению к сопротивлению L. Чтобы нивелировать этот эффект мы могли бы использовать в качестве R1 и R2 резисторы, например, в 10 раз меньших номиналов.

Однако, у снижения сопротивления делящих резисторов есть обратная сторона медали. Большое количество энергии от источника питания будет уходить в землю. В том числе при отсоединённой нагрузке. Это небольшая проблема, если устройство питается от сети, но — нерациональное расточительство в случае питания от батарейки. Кроме того, нужно помнить, что резисторы расчитаны на определённую предельную мощьность.

В нашем случае нагрузка на R1 равна:. А это в раз выше максимальной мощности самых распространённых резисторов! Попытка воспользоваться описанной схемой со сниженными номиналами и стандартными 0. Очень вероятно, что результатом будет возгарание. Делитель напряжения подходит для получения необходимого заниженного напряжения в случаях, когда подключенная нагрузка потребляет небольшой ток доли или единицы миллиампер. Делитель не подходит для подачи напряжения на мощных потребителей вроде моторов или светодиодных лент.

Чем меньшие номиналы выбраны для делящих резисторов, тем больше энергии расходуется впустую и тем выше нагрузка на сами резисторы. Чем номиналы больше, тем больше и дополнительное нежелательное падение напряжения, провоцируемое самой нагрузкой. Если потребление тока нагрузкой неравномерно во времени, V out также будет неравномерным. Делитель напряжения на резисторах — это схема, позволяющая получить из высокого напряжения пониженное напряжение.

Используя всего два резистора, мы можем создать любое выходное напряжение, составляющее меньшую часть от входного напряжения. Делитель напряжения является фундаментальной схемой в электронике и робототехнике. Для начала рассмотрим электрическую схему и формулу для расчета. Для того, чтобы разобраться в принципе работы резисторного делителя напряжения и понять, как рассчитать делитель напряжения на резисторах, следует ознакомиться с его принципиальной схемой см.

Схема включает в себя входное напряжение и два резистора. Резистор, находящийся ближе к плюсу входного напряжения Vвх , обозначен R1 , резистор находящийся ближе к минусу обозначен R2. Падение напряжения Vвых — это пониженное выходное напряжение, полученное в результате резисторного делителя напряжения.

Для расчета выходного напряжения необходимо знать три величины из приведенной схемы — входное напряжение и сопротивление обоих резисторов. Эта формула показывает, что выходное напряжение резисторного делителя прямо пропорционально входному напряжению и обратно пропорционально отношению сопротивлений R1 и R2.

На этом принципе работают потенциометры переменные резисторы и многие резистивные датчики, например, датчик освещенности на фоторезисторе. Смотрите калькулятор делителя напряжения на резисторах онлайн. Делитель напряжения применяется, если нужно получить заданное напряжение при условии стабилизированного питания. Сейчас мы поговорим о постоянном токе и резисторных делителях. О делителях с использованием конденсаторов, диодов, стабилитронов, индуктивностей и других элементов будет отдельная статья.

Подпишитесь на новости, чтобы ее не пропустить. В конце для примера расскажу, как сделать делитель напряжения для осциллографа, чтобы снимать осциллограммы высокого напряжения. Резисторные делители также могут применяться для уменьшения в заданное количество раз сигналов сложной формы. На делителях напряжения с регулируемым коэффициентом ослабления строятся, например, регуляторы громкости.

Для применения делителя напряжения нам надо уметь рассчитывать три величины: напряжение на выходе делителя, его эквивалентное выходное сопротивление, его входное сопротивление. С напряжением все понятно. Эквивалентное выходное сопротивление скажет нам, насколько изменится напряжение на выходе с изменением тока нагрузки делителя.

Если эквивалентное выходное сопротивление равно Ом, то изменение тока нагрузки на 10 мА приведет к изменению напряжения на выходе на 1 В. Входное сопротивление показывает, насколько делитель нагружает источник сигнала или источник питания. Дополнительно посчитаем коэффициент ослабления сигнала. Он может пригодиться при работе с сигналами сложной формы.

Из этой формулы, в частности, видно, что резисторные резистивные делители выдают стабильное выходное напряжение, если напряжение питания фиксировано.

Эта формула верна для ненагруженного делителя. Если мы хотим получить осциллограмму высокого напряжения, то сразу приходит в голову делитель напряжения. Изготавливаем делитель, подключаем его вход к источнику высоковольтного сигнала, а выход к входу осциллографа. Должны получить на входе осциллографа уменьшенную копию входного сигнала. Если наш сигнал имеет достаточно большую частоту или просто резкие фронты например, меандр , то ничего не получится. Осциллограмма не будет похожа на изначальный сигнал.

Причина в том, что осциллограф имеет некоторую входную емкость, которая образует с эквивалентным выходным сопротивлением делителя фильтр нижних частот. Все высшие гармоники сигнала подавляются. Кроме того этот фильтр формирует фазовый сдвиг. Это бывает существенным для многолучевых осциллографов, когда мы анализируем соотношения сигналов. Чтобы этого избежать, резистор R1 нужно зашунтировать конденсатором.

Как не спутать плюс и минус? Защита от переполярности. Схема защиты от неправильной полярности подключения переполюсовки зарядных уст Бесперебойник своими руками. Синус, синусоида Как сделать бесперебойник самому? Чисто синусоидальное напряжение на выходе, при Применение тиристоров динисторов, тринисторов, симисторов. Тиристоры в электронных схемах. Тонкости и особенности использования.

Виды тирис Соединение светодиодов. Последовательное, параллельное включение оптоэ Как правильно включить светодиод, соединять их и входные цепи приборов на их осн Параллельное, последовательное соединение резисторов. Расчет сопротивл Вычисление сопротивления и мощности при параллельном и последовательном соединен Как сделать делитель напряжения на резисторах? Часто в практике электронщика возникает необходимость снизить величину входного напряжения либо напряжение на отдельном участке цепи в строго определенной количество раз.

Например, величина входного напряжения 50 В , а выходное напряжение нужно получить в 10 раз меньше, т. Для этого используются делители напряжения.

Они бывают разных типов и выполняются на безе , катушек индуктивности рис. Однако мы рассмотрим только наиболее применяемые на практике делители напряжения. Наиболее простым делителем напряжения являются два последовательно соединенных резистора R1 и R2 , которые подключены к источнику напряжения U рис.

Расчет резистора для понижения напряжения калькулятор. Делитель напряжения на резисторах

Делитель напряжения — устройство, в котором входное и выходное напряжение связаны коэффициентом передачи. В качестве делителя напряжения обычно применяют регулируемые сопротивления потенциометры. Можно представить как два участка цепи, называемые плечами, сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Плечо между нулевым потенциалом и средней точкой называют нижним, а другое — верхним.

Онлайн калькулятор подбора резисторов для делителя напряжения обратной связи в DC-DC преобразователях. Калькулятор делителя.

Формулы, позволяющие рассчитать сопротивление для понижения напряжения

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт. Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт. Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор. Калькулятор справочный портал. Избранные сервисы. Кликните, чтобы добавить в избранные сервисы. Калькулятор расчета делителя напряжения поможет вам рассчитать выходное напряжение электрической цепи с резистивным или ёмкостным делителем напряжения, по значениям входного напряжения, сопротивлениям резисторов и емкостям конденсаторов.

Нахождение делителя напряжения

В статье теория и примеры расчета параметров делителя напряжения. Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить. В таком случае если: U1 — падение напряжения на участке R1, U — падение напряжения на всей цепи, R1 — сопротивление с которого снимают часть. Расчет делителя напряжения.

Резисторный делитель напряжения — одна из основополагающих конструкций в электронике, без которой не обходится ни одно устройство.

Делитель напряжения

Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике. Принцип работы ее прост: на входе подается более высокое входное напряжение и затем оно преобразуется в более низкое выходное напряжение с помощью пары резисторов. Формула расчета выходного напряжения основана на законе Ома и приведена ниже. Существует несколько обобщений, которые следует учитывать при использовании делителей напряжения. Это упрощения, которые упрощают оценку схемы деления напряжения. Это верно независимо от значений резисторов.

Расчет делителя напряжения

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента — это сама схема и формула расчета. Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал. Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения Uin как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения Uout на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Онлайн калькулятор расчета делителя напряжения. Как гласит Википедия: Делитель напряжения — устройство, в котором входное и выходное.

Делитель напряжения можно представить как два последовательных участка цепи, называемые плечами, сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Плечо между нулевым потенциалом и средней точкой называют нижним с него обычно снимается выходное напряжение делителя , а другое — верхним. Различают линейные и нелинейные делители напряжения. В линейных выходное напряжение изменяется по линейному закону в зависимости от входного.

Благодарим пользователя zapimir за разработку и предоставление калькулятора для www. Блог new. Технические обзоры. Калькулятор делителя напряжения Делитель напряжения Подбор резисторов, для оптимального делителя напряжения обратной связи в DC-DC преобразователях. U out В. Поддержать проект Все материалы на сайте и советы бесплатны, однако мы будем благодарны за поддержку проекта и канала!

Делитель может использоваться в электрической цепи для того, чтобы взять из исходного напряжения лишь его долю, а также для снятия данных с датчиков.

Делитель напряжения используется в электрических цепях, если необходимо понизить напряжение и получить несколько его фиксированных значений. Состоит он из двух и более элементов резисторов, реактивных сопротивлений. Элементарный делитель можно представить как два участка цепи, называемые плечами. Участок между положительным напряжением и нулевой точкой — верхнее плечо , между нулевой и минусом — нижнее плечо. Делитель напряжения на резисторах может применятmся как для постоянного, так и для переменного напряжений.

Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать?

Расчет делителя напряжения

В радиоэлектронике правило делителя напряжения является простым и важнейшим схемным принципом, используемым для того, чтобы на выходе иметь пониженное напряжение. Простейшим примером является резистивный делитель напряжения, состоящий из двух сопротивлений, включенных в схему последовательно с выводом между ними. Используя входное Uвх, можно получить Uвых, являющееся частью от Uвх. Очень эффективно его применение в электросхемах на постоянном токе и при относительно низких частотах, там, где частотный отклик требуется в широком диапазоне.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Калькулятор расчета делителя напряжения

2. Определение комплексной амплитуды выходного напряжения. Входное напряжение формула

Расчёт резистивного делителя напряжения

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Делитель напряжения, формула

2.2. Расчет делителя напряжения

Делитель напряжения на резисторах

Что такое делитель напряжения. Как работает делитель напряжения

Делитель напряжения: схема и расчёт

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчет делителя напряжения на резисторах

Калькулятор расчета делителя напряжения

Используя входное Uвх, можно получить Uвых, являющееся частью от Uвх. Очень эффективно его применение в электросхемах на постоянном токе и при относительно низких частотах, там, где частотный отклик требуется в широком диапазоне.

Потенциальные делители часто размещаются непосредственно после ИП, чтобы обеспечить передачу необходимого сигнала в различные части схемы. Это правило применяют при расчетах электросхем, упрощающих решение. Также оно действительно и для простых схем. Основная концепция правила: напряжение делится между двумя резисторами, соединенными последовательно, в прямой зависимости от их сопротивления. Когда выполняется практический расчет делителя напряжения, составляется электросхема, и выводятся необходимые формулы.

Несмотря на относительные различия в электросхемах, все они имеют общие признаки. Резистор R1 всегда подсоединяется в непосредственной близости к Uвх, а R2 — к заземляющей клемме. Падение напряжения на резисторном элементе R2 — Uвых является разделенным напряжением электроцепи. Допустим, есть схема с двумя резисторами. Расчет делителя напряжения на резисторах сводится к применению математических формул закона Ома и закона Кирхгофа.

Напряжение, распределенное на двух резисторах, пропорционально соотношению их сопротивлений. Это отношение не может быть больше 1 для любых значений R1 и R2, поэтому Uвх сокращается до Uвых с фиксированным соотношением, определяемым величинами R1 и R2. Это правило распространяется и на цепи, рассчитанные более, чем на два резистора.

Полученное соотношение — это формула делителя напряжения. Именно по ней выполняется расчет самостоятельно или в калькуляторе онлайн для делителя напряжения.

Если заданы величины напряжения выхода, то можно выполнить расчет резистора, используя данные формулы:. Допустим, полное сопротивление потенциометра составляет 15 Ом. Скользящий контакт расположен в точке, где сопротивление делится на 10 Ом и 5 Ом.

Переменный резистор подключен к батарее 2,5 В. Как рассчитать выходное напряжение, подключенное к секции 5 Ом резистора? Все эти вычисления можно произвести с помощью калькулятора для делителя напряжения, просто введя нужные данные. Делитель напряжения применяют только там, где нужно уменьшить входной сигнал. Главным образом его использование оправдано в таких электросхемах, где энергоэффективность не требуется учитывать серьезно.

Если точность делителя напряжения является важной для конкретной схемы, лучше использовать элементы с жесткими допусками. Также следует проверить их приемлемую производительность в ожидаемых параметрах.

RU — интернет-энциклопедия про всё, что связано с домашней электрикой: выключатели, розетки, лампочки, люстры, проводка.

Советы, инструкции и наглядные примеры.

2. Определение комплексной амплитуды выходного напряжения. Входное напряжение формула

Делитель напряжения. В электротехнике очень часто применяются делители напряжения, работу которых можно рассмотреть, применяя правило распределения напряжений. На рисунке показаны схемы делителей напряжения, служащих для уменьшения заданного напряжения источника питания например, 4, 6, 12 или В до напряжения любого меньшего значения. Схемы делителей напряжения. В электрических электрических приборах, а также при проведении измерений иногда необходимо получить несколько напряжений определенного значения от одного источника. Делители напряжения часто и прежде всего в слаботочной технике называют потенциометрами.

Онлайн-калькулятор, который позволяет выполнить расчет делителя напряжения на резисторах. Быстрый способ рассчитать.

Расчёт резистивного делителя напряжения

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Делители напряжения получили широкое распространение в электронике, потому что именно они позволяют оптимальным образом решать задачи регулировки напряжения. Существуют различные схематичные решения: от простейших, например, в некоторых настенных светильниках, до достаточно сложных, как в платах управления переключением обмоток нормализаторов сетевого напряжения. Что такое делитель напряжения? Формулировка проста — это устройство, которое в зависимости от коэффициента передачи настраивается отдельно регулирует значение выходного напряжения относительно входного.

Делитель напряжения — это простой и удобный способ получить нужное напряжение в определенной точке схемы.

Делитель напряжения, формула

Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? Главная Он-лайн калькуляторы. Призовой фонд на октябрь г. Тестер компонентов LCR-T4.

2.2. Расчет делителя напряжения

Делитель напряжения — предназначен для снижения входного напряжения. В статье теория и примеры расчета параметров делителя.

Делитель напряжения на резисторах

Что такое делитель напряжения. Как работает делитель напряжения

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое ШУНТ в электронике [Радиолюбитель TV 92]

Схема такого делителя предназначена для получения заданного выходного напряжения, которое будет ниже, чем входное. Например, источник напряжения 24 Вольта, в нужно получить 6 Вольт. Самым простым способом решить этот вопрос — это применить делитель напряжения, состоящий из двух споротивлний. Он применяется, как при проектировании схем, так и по прямому назначению. Для его расчета используются формулы, которые основаны на законе Ома.

Делитель напряжения можно представить как два последовательных участка цепи, называемые плечами , сумма напряжений на которых равна входному напряжению.

Делитель напряжения: схема и расчёт

Делитель может использоваться в электрической цепи для того, чтобы взять из исходного напряжения лишь его долю, а также для снятия данных с датчиков. Расчет делителя напряжения производится для того, чтобы узнать, какое напряжение будет в цепи с участием такого элемента, на основе входного напряжения, резисторных показателей сопротивления и конденсаторных емкостей. В классическом понимании делитель представляет собой схему с двумя резисторами , включенными последовательно и обеспечивающими два сопротивления при работе с источником напряжения. В результате при включении напряжение делится надвое; точку соединений считают средней. При параллельном подключении дополнительного сопротивления общее сопротивление плеча уменьшится, его определение требует дополнительных вычислений. Все калькуляторы. Конвертеры Обратная связь Приложения.

Нужно спроектировать делитель напряжения для сигналов a,b,c,d. Уровни логической единицы этих сигналов 28 В. Электронный аналоговый ключ широко используется в электронике для осуществления передачи аналоговой информации от одного блока к другому.

Резисторный делитель напряжения: расчёт-онлайн, формулы и схемы

Резисторный делитель напряжения — одна из основополагающих конструкций в электронике, без которой не обходится ни одно устройство. Подбор сопротивлений задаёт нужные режимы работы. Как правило, эта конструкция содержит два резистора. Один ставится между входом и выходом схемы. Второй резистор одним концом подключается к общему проводу, а вторым — к выходу схемы, тем самым его шунтируя. Он также играет роль нагрузки источника, подключённого ко входу.

Формула делителя напряжения
Онлайн-калькуляторы
Разновидности делителей

Формула делителя напряжения

Расчёт можно осуществить, используя формулы, вытекающие из закона Ома. Можно узнать, каким будет U на выходе устройства, если известно входное, а также сопротивления обоих резисторов. Можно также решить обратную задачу, например, вычислить напряжение, которое получится на выходе при известных сопротивлениях резисторов.

Чтобы выполнить расчет резистивного делителя, необходимо:

Обозначить резистор, находящийся ближе ко входу делителя, как R1.
Обозначить резистор, находящийся ближе к выходу делителя, как R2.
Протекающие через резисторы токи обозначаются, как I1 и I2, а входное и выходное напряжения — UВХ и UВЫХ, соответственно.
Промежуточная формула примет следующий вид: UВЫХ=I2*R2.
Если предположить, что силы обоих токов равны, то формула для определения протекающего через схему тока станет выглядеть так: I=UВХ/R1+R2.
Окончательная формула принимает такой вид: UВЫХ=R2*(UВХ/R1+R2).

Из неё становится ясно, что выходное напряжение всегда будет меньше, чем входное. Оно зависит от самих резисторов. Чем больше сопротивление R1 и сила протекающего тока, тем меньше будет UВЫХ. Напротив, чем больше сопротивление R2, включённое между выходом и общим проводом, тем больше будет UВЫХ. Если упомянутое сопротивление стремится к бесконечности, то UВЫХ будет почти равным входному. Чем больше ток, который проходит по резисторам, тем меньше будет UВЫХ. Таким образом при больших токах делитель на резисторах становится малоэффективным, ввиду сильного падения напряжения.

Онлайн-калькуляторы

С их помощью можно рассчитать делитель напряжения на резисторах онлайн. Входными данными в этом случае могут являться: входное напряжение и оба сопротивления. Калькулятор «Делитель напряжения — онлайн» произведёт все необходимые операции по обозначенной формуле, и выведет значения искомых параметров. Расчет делителя напряжения на резисторах онлайн облегчает процесс разработки многих электронных схем, позволяет добиться достижения требуемых режимов и правильной работы устройств.

Разновидности делителей

Самая распространенная и характерная из них — это потенциометр. Он представляет собой стандартный переменный резистор. Внутри его находится дужка, на которую нанесен токопроводящий слой. По ней скользит контакт, делящий сопротивление на две части. Таким образом, потенциометр имеет три вывода, два из которых подключены к самому резистору, а третий — к перемещаемому движку.

Источник тока подключается к двум крайним выводам потенциометра, а UВЫХ будет сниматься с вывода движка и общего провода. По такой схеме устроены, например, регуляторы громкости и тембра звука в различной аудиоаппаратуре. При перемещении движка в крайнее нижнее положение UВЫХ станет равным нулю, а в противоположной ситуации будет равно входному. Если же перемещать движок, то напряжение будет плавно изменяться от нуля до входного.

Свойства делителей также используются при конструировании резистивных датчиков. Например, одним из их элементов может являться фоторезистор, изменяющий свое сопротивление в зависимости от освещённости. Есть и другие датчики, преобразующие физические воздействия в изменение сопротивления: терморезисторы, датчики давления, ускорения. Созданные на их основе делители используются совместно с аналого-цифровыми преобразователями для измерения и отслеживания самых различных величин в промышленности и быту: температуры, скорости вращения.

В качестве примера можно привести схему для определения уровня освещенности. Последняя деталь включается между выходом и общим проводом (R2 в формуле). Для расширения пределов изменения напряжения схема дополняется постоянным сопротивлением (R1 в формуле). К её выходу присоединяется микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя. Чем сильнее освещённость фоторезистора, тем ниже UВЫХ, так как он включён между выходом конструкции и «массой», шунтируя его.

Resistive voltage divider calculator

Home
Photography
- Kyoto
- Full gallery
- Search
- New
- Hacks
  - PN-11
  - BibbleDBDiag
  - Maps на вашей камере
  - NC-300
  - Сколы объектива
Машинное зрение
- IEEE1394 Список камер
- Libdc1394
  - FAQ
  - API
  - IIDC specs
  - Sponsors
- Coriander
  - Screenshots
  - Manual
  - Archives
  - Sponsors
- Libvisca
Electronics
- pH meter
- Параметрический эквалайзер
- Система викторина-шоу
- Интерфейсы Aladin
- Калькулятор делителя R
- Оборудование
Archives
- IMU list
- Colour lasers list
- HP-48
Personal
- Résumé
- Publications
- Blog
Contact

Random photo

Direct access

Найти оптимальные номинальные значения резисторов серии Е резистивного делителя потенциала, соответствующие заданному коэффициенту

Одна из проблем с резистивными делителями состоит в том, чтобы найти пару резисторов, которые дадут требуемый коэффициент деления потенциала. Эта проблема возникает из-за того, что резисторы существуют только в дискретных наборах стандартных значений в зависимости от их допуска. Эти наборы называются «серией E» и обозначаются буквой E, за которой следует количество резисторов в одной декаде. Что ж, вы, вероятно, уже знаете все это, если вы зашли на эту страницу … В любом случае, имея только доступные дискретные значения, не так просто найти пары резисторов, которые дают соотношение, близкое к тому, которое вы хотите. Отсюда и этот отличный инструмент 🙂

Использование довольно простое: просто введите напряжения ввода/вывода или требуемый коэффициент деления, выберите серию E, с которой вы работаете, и вы получите список из 12 лучших совпадений. Также рассчитывается допуск делителя напряжения ¹ , что является уникальной особенностью этого инструмента.

Предусмотрено несколько вариантов. Вы также можете установить минимальные/максимальные значения для R _до, что настроит пары резисторов на правильный диапазон/декаду. Если вы ввели входное или выходное напряжение, то будут показаны ток, протекающий через делитель, и результирующая рассеиваемая мощность, а также можно установить их границы. Наконец, можно указать нагрузку цепи, которая может оказать большое влияние на выбор оптимальной пары резисторов.

Обратите внимание, что можно использовать экспоненциальное представление (например, 123.45e-6), но везде принимаются только положительные значения. Существует (примитивная) проверка ввода, чтобы помочь вам в этом.

Пожалуйста, расскажите об этом, разместив ссылку или поделившись этой страницей, и свяжитесь с нами, если вы обнаружили ошибку или у вас есть предложение. 🙂


В _в :	В		— Оставьте хотя бы одно значение напряжения пустым, если вы хотите ввести коэффициент непосредственно под — Введите хотя бы одно значение напряжения, чтобы получить текущую оценку ⁵ — V _{на входе} /V _{на выходе} будет автоматически заменено местами, если V _{на выходе} > V _на .
V _OUT:	V
	или
Соотношение:			— НЕПОЛНАЯ ЗАЯВЛЕНИЯ.
Нагрузка:	Ом		— дополнительная нагрузка, расположенная на V _из. — Если поставляется, все столбцы в таблице ниже , кроме R _H и R _L, относятся к нагруженной цепи. — Нагрузка представляет собой идеальный резистор, который не влияет на допуск делителя.

Серия:	Только пользовательские значенияE6: допуск 20%E12: допуск 10%E24: допуск 5%E48: допуск 2%E96 : 1% toleranceE192 : 0.5% toleranceE192 : 0.2% toleranceE192 : 0.1% toleranceE192 : 0.05% tolerance		Include missing E24 values ³
			Comma-separated list of custom integer E values within [100, 1000 [ ⁴

	Minimum	Maximum
R _tot :	Ω	Ω	— Optional boundaries for the total resistance R _tot = R _L + R _H , ток и рассеиваемая мощность — Границы тока и мощности требуют установки V _в или V _{на выходе}. — Если указано сочетание R _и , границы тока и мощности, то будут использоваться самые ограничительные границы, и поля ввода обновятся соответствующим образом — Если здесь ничего не указано, то шкала результатов будет такой, что мин. (R _L , R _H ) ∈ [100, 1000[
Current :	A	A
Power :	W	W

Примечания:

Допуск коэффициента деления, который равен , а не идентичен одному из резисторов, показан в столбце «Допуск». Использование резистивных делителей с малыми коэффициентами (например, 0,01) приведет к неопределенности отношения, превышающей допуск резисторов. Возможно, вы захотите переосмыслить свой дизайн или добавить триммер для калибровки делителя, если вам действительно нужно очень маленькое соотношение (также следите за тепловыми эффектами и другими способами, которыми могут улетучиваться ppm!). Например, попытка получить отношение 0,012 с резисторами 5 % (E24) приведет к неопределенности результирующего отношения около 7 %. С другой стороны, коэффициенты, близкие к 1,0, приведут к гораздо меньшему допуску. Например, отношение 0,98 имеет низкий допуск 0,14% при использовании резисторов 5%. Другими словами: маленькие отношения плохо влияют на толерантность, большие — хорошо. Переломный момент составляет около 1-sqrt (0,5) = 0,293, когда резисторы и допуски отношения равны.
Запрашиваемый коэффициент, очевидно, должен быть между нулем и единицей. Не ставьте что-либо ниже 0. Могут произойти странные вещи. Как разрушение вселенной. Или хуже. Математика мощная, будьте осторожны. Значения больше 1 считаются «коэффициентами деления» и автоматически инвертируются. Ввод отношения игнорируется и пересчитывается из V _на и V _на, если предусмотрены последние два входа.
Значения E24 можно найти с большей точностью, чем всего 5%. Если выбрана эта опция, то значения E24, отсутствующие в выбранной серии, также будут использоваться. Очевидно, что это справедливо только для серии E > 24. Например: 270 Ом является частью E24, но не E96; установка этой опции для серии E96 добавит 270 Ом (среди прочего) к списку возможных номиналов резисторов E96.
Допуски отношения не рассчитываются, если используются только пользовательские значения. В сочетании с серией E пользовательские значения должны иметь тот же допуск, что и серия E. Пользовательские значения, которые являются частью выбранной серии E, по-прежнему будут выделены (голубым цветом), как и другие пользовательские значения. Это можно использовать для выделения определенных/предпочтительных значений без фактического добавления новых пользовательских значений. При использовании пользовательских значений также будут показаны 5 лучших пар резисторов, не входящих в число 12 лучших и включающих хотя бы одно из ваших пользовательских значений. Это может помочь оценить, насколько хорошие пары резисторов, использующие ваши пользовательские значения, сравниваются с лучшими парами.
Вы можете получить текущую оценку, если вы подаете (a) оба напряжения и, следовательно, без коэффициента или (b) коэффициент деления и один из V _в или V _из . Если вы подаете оба напряжения и , то коэффициент деления игнорируется, и расчет возвращается к случаю (а).

Случайные мысли:

Учащимся в школе обычно задают вопрос: «Рассчитайте напряжение на выходе этой цепи при R _L =100k и R _H =150k», но в реальной жизни перед проектировщиком стоит обратная задача: «При таком соотношении, какие резисторы мне выбрать?». инструмент — особенно интересный, потому что он решает реальный жизненный эквивалент тривиального вопроса, на который все должны были ответить в школе, а реальная проблема немного сложнее 🙂
Кстати о новичках: значения для R _L и R _H, возвращаемые этим инструментом, конечно можно оба умножить на константу и отношение делителя не изменится. Это масштабирование позволит вам изменить импеданс делителя, например, в соответствии с вашими текущими потребностями.
Эту небольшую программу я сделал для решения проблемы с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Это был 10-битный АЦП, питаемый от выхода резистивного делителя (коэффициент 1/10). Максимальный вход для АЦП был 10В. 10 бит означают 1023 шага, поэтому LSB результатов был близок (но не равен!) 10 мВ (10 В/1023 ~ 10 мВ). Чтобы оно было равно 10 мВ, я хотел добавить коэффициент 1000/1023 в передний делитель. Поэтому вместо делителя 1/10 я теперь искал 1/10,23 = 0,097752. Который, как оказывается, можно получить почти точно, используя два простых 3К9.и резисторы 36К.
Числовое время: вы можете достичь соотношения пи/10 с точностью до 6 знаков после запятой, используя резисторы на 284 и 620 Ом (E192 с дополнительными значениями E24). Точно так же 1/pi можно оценить с помощью 4 значащих цифр, используя резисторы 390 и 835 Ом. Следует отметить, что эти, казалось бы, очень точные результаты не будут видны в реальной жизни из-за допусков резисторов, что приводит к допуску ~0,7% в отношении делителя (E192, 0,5%). См. примечание 1 выше. Тем не менее, это может быть способом получить значение числа пи в аналоговом компьютере. Или произвести впечатление на своих друзей в видео на YouTube.

Особая благодарность:

Uwe Schueler за то, что он заметил, что диапазон предлагаемых значений был неправильно ограничен.
Michael Bendzick за выявление нескольких ошибок и множество интересных предложений.
Synco Reynders за обнаружение ошибки в расчете допуска. Главный совет: пакет python «неопределенности» — отличный инструмент для тех, кто хочет поиграть с допусками.
Alex Whittermore за предложение R _tot и текущие столбцы.
Marc André Duverney за предложение входов от R _до min/max.
Piotr Wyderski за предложение ввода текущих границ.

Делители напряжения – схемы, уравнения и приложения

По йида 3 года назад

Делитель напряжения, также известный как делитель потенциала, представляет собой очень распространенную простую схему, которая используется для преобразования большого напряжения в малое. Из этой статьи вы узнаете о:

Что такое делитель напряжения?
Цепи делителя напряжения
Уравнение / формула делителя напряжения
Применение делителей напряжения

Что такое делитель напряжения?

Пассивная линейная схема, которая создает выходное напряжение, составляющее часть его входного напряжения.
Уменьшает входное напряжение до меньшего напряжения на основе соотношения 2 резисторов путем распределения входного напряжения между компонентами делителя.
Часто используется для подачи напряжения, отличного от имеющегося аккумулятора или источника питания.
Выходное напряжение делителя напряжения зависит от сопротивления входящей нагрузки.

Цепь делителя напряжения

Ref: KhanAcademy

Схема делителя напряжения обычно выглядит так в цепи с последовательностью из 2 резисторов.

R1 = резистор, ближайший к входному напряжению (Vin)
R2 = резистор, ближайший к земле
В _в = Входное напряжение
В _выход = Выходное напряжение на R2, которое представляет собой деленное напряжение (1/4 входного напряжения)

Формула делителя напряжения

Уравнение для нахождения выходного напряжения схемы делителя:

R2 / R1 + R2 = Отношение определяет масштабный коэффициент уменьшенного напряжения.

Например,
В _в = 100, R ₁ = 20, R ₂ = 10

С помощью калькулятора должно получиться:

Правило делителя напряжения

Правило деления напряжения гласит: Напряжение, разделенное между двумя последовательными резисторами, прямо пропорционально их сопротивлению
Это означает, что ваша схема может иметь более 2 резисторов!
Формула правила делителя напряжения:

Пример уравнения правила делителя напряжения:

Закон Ома

Теперь мы можем использовать закон Ома для расчета напряжения, протекающего через каждый резистор:

Уравнение для закона Ом = E = IR
- E = ток по каждому резистору
- I = ток схемы
- R = сопротивление

	R1	R2		77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777779н.
E (Volts)	5	10	15	30
I (Amps)	2. 5m	2.5	2.5m	2,5M
R (OHMS)	2K	4K	6K	12K

Таким образом, ток по каждому сопротивлению — это 5V, 10В.

Упрощенные уравнения

IF R1 = R2,

Если вы решаете для R1,

, если вы решаете для R2,

Приложения для Voltage Dividers Dividers

. встречаются во многих приложениях. Вот несколько примеров, где можно найти схему делителя напряжения:

Потенциометр

Потенциометр — это пассивный электронный компонент с скользящей или вращающейся функцией, который действует как регулируемый делитель напряжения.
Входное напряжение подается по всей длине потенциометра, а выходное напряжение (падение напряжения) контролируется фиксированным и скользящим контактом потенциометра.
Существует два типа потенциометров
- Поворотные потенциометры (поворотная ручка)
- Линейный потенциометр (ползунковый регулятор)
Компания Seeed предлагает оба типа!

Потенциометр Grove – Slide

Как это работает?
- Ручной очиститель, подвижный, касается резистивной полоски материала. Когда он перемещается ближе к клемме 1 и дальше от клеммы 2, сопротивление снижается к клемме 1, а сопротивление увеличивается к клемме 2, и наоборот.
Потенциометр полезен для получения переменного напряжения от источника постоянного напряжения. Он может подключать внешние клеммы потенциометра к источнику напряжения и контролировать необходимое напряжение между вашим потенциометром и одной из внешних клемм вашей схемы.
Потенциометр Grove – Slide содержит линейный переменный резистор с максимальным сопротивлением 10 кОм. При перемещении ползунка выходное напряжение будет варьироваться от 0 В до Vcc, которое вы подаете.
Подключается к другим модулям Grove с помощью стандартного 4-контактного кабеля Grove.
Ниже приведено изображение принципиальной схемы потенциометра:

У него много функций, таких как регулируемый резистор, автономный делитель напряжения с Arduino или даже устройство с интерфейсом пользователя (HID), что означает, что его можно использовать для управления автомобиль!
Некоторые проекты, которые вы можете реализовать с помощью потенциометра Grove – Slide Potentiometer , похожи на создание собственного битбокса или бумбокса с помощью Arduino!

Датчик угла поворота Grove (P)

Датчик угла поворота Grove (P) может выдавать аналоговый выходной сигнал между 0 и Vcc (5 В постоянного тока с Seeeduino) на своем разъеме D1.
Со значением сопротивления 10 кОм он идеально подходит для использования с Arduino.
Поддерживается на всех платформах MCU, таких как Arduino, Raspberry Pi, BeagleBone, Wio, а также LinkIt ONE.
Один из проектов, который вы можете реализовать с помощью этого потенциометра, — это использование его для управления яркостью светодиодов.

Использование Arduino для управления яркостью светодиода с помощью датчика угла поворота Grove (P)

Заинтересованы? Вы можете ознакомиться с идеями проектов здесь, а также получить более подробную информацию на нашей вики-странице: Grove — датчик угла поворота Wiki
Хотите узнать больше о функциях, типах и т. д. потенциометров? Ознакомьтесь с другим нашим блогом о потенциометрах — функциях, типах и приложениях!

Делитель напряжения Grove

Делитель напряжения Grove предоставляет интерфейс для измерения внешнего напряжения, который устраняет необходимость подключения сопротивления к входному интерфейсу прост в использовании.

Резистивные датчики Показания

Большинство датчиков представляют собой простые резистивные устройства, такие как наш Grove — инфракрасный отражающий датчик. Однако большинство из них способны считывать только напряжение, но не сопротивление.
Добавив в цепь еще один резистор, мы можем вместе с датчиком создать делитель напряжения.
Поскольку мы можем проверить выход делителя напряжения, теперь мы можем рассчитать величину сопротивления датчика.
Пример схемы показан ниже, где R2 — резистивный датчик:

Ссылка: AllAboutCircuits

Например, резистивный датчик — это Grove — датчик температуры, который представляет собой термистор с сопротивлением при комнатной температуре 350 Ом, где сопротивление R1 зафиксировано на уровне 350 Ом
Using the Voltage Divider Equation:

Temperature	Vin (Fixed)	R2	R1	R2 / (R1+R2)	Vout
Cold	5V	300 Ω	350 Ω	0. 46	2.3V
Room Temperature	5V	350 Ω	350 Ω	0.5	2.5V
Hot	5V	400 ω	350 ω	0,53	2,65 В

Уровень. Например, без выравнивания напряжения прямое подключение микроконтроллера с логическим выходом 5 В к входному датчику 3,3 В может привести к повреждению вашей схемы 3,3 В.

Вот где главный герой: делитель напряжения приходит и спасает день, действуя как переключатель уровня, который соединяет две цепи, использующие разные рабочие напряжения.

Делитель напряжения может помочь снизить напряжение от микроконтроллера (например, с 5 В до 3,3 В), чтобы избежать повреждения датчика, что делает работу датчика безопасной.

Обратите внимание, что делитель напряжения может работать только в одном направлении: понижать напряжение, но не повышать.

Ниже приведена таблица комбинаций резисторов для выравнивания часто встречающихся напряжений:

3,3 КОМ и 5,7 ВОМ

Комбинация резисторов	Напряжения, которые необходимо выравнивать
4,7 кОм и 3,9 кОм	9 В до 5 В
3,6 КОм и 9,1 кОм	12 В до 3,3 В
3,3 КОм и 5,7 ВД
3,3 КОм и 5,7 КОω
3,3 КОМ и 5,7 ВОМ

3,3 КОМ и 5,7 Вон
3,3 КОМ и 5,7 Вон
3,3 КОМ и 5,7 В. Обратите внимание, что не рекомендуется использовать делитель напряжения для выравнивания большой нагрузки, например, от 12 В до 5 В, поскольку они не предназначены для подачи такой мощности на нагрузку, как с такой нагрузкой, это может расплавить резистор. (Вместо этого вы можете использовать стабилизаторы напряжения, такие как регулируемый преобразователь мощности постоянного и постоянного тока (1,25–35 В и 3 А) 9.0011 Резюме Со всеми знаниями делителя напряжения в ваших руках, вы можете превратить любое напряжение в меньшее, как волшебник! Хотите проверить свои навыки, создав собственный проект делителя напряжения? Вот несколько идей проекта, которые помогут вам начать использовать потенциометр и Arduino для создания битбокса или бумбокса на нашей вики-странице: Grove — Slide Potentiometer Wiki Теги: резисторный делитель, делитель напряжения Калькулятор делителя напряжения Автор Wojciech Sas, кандидат наук Отзыв от Bogna Szyk и Jack Bowater Последнее обновление: 25 июля 2022 г. Содержание: Что такое делитель напряжения? Правило делителя напряжения Формула делителя напряжения Уравнения емкостного и индуктивного делителя напряжения RC- и CR-фильтры RL- и LR-фильтры CL и LC в качестве резонансных цепей Использование делителя напряжения в более сложных цепях0011 Применение делителя напряжения Плюсы и минусы делителей напряжения Делитель тока Это калькулятор делителя напряжения — всеобъемлющий, но простой инструмент, который помогает вам оценить выходной сигнал (т.е. напряжение), который получается в одиночный делитель напряжения, часто используемый в регуляторах напряжения. Читайте дальше, чтобы узнать, что такое делитель напряжения, узнать основную формулу делителя напряжения и как она распространяется на различные уравнения для различных типов делителей напряжения, а также узнать, как можно получить некоторую долю входного напряжения, применяя правило делителя напряжения. Кроме того, ознакомьтесь с многочисленными применениями делителя напряжения как в простых, так и в невероятно сложных системах, и убедитесь, что электронные схемы не о чем беспокоиться! Что такое делитель напряжения? Простой делитель напряжения — это часть линейной цепи, которая преобразует входное напряжение ( `В₁` ) в выходное напряжение ( `В₂` ) , имеющее другое значение. Поскольку схема является пассивной, отношение `В₂ / V₁` никогда не превышает 1. Общий делитель напряжения представлен на этой простой диаграмме: , где `Z₁` и `Z₂` — некоторые импедансы. Импедансы могут быть связаны с сопротивлением `R` , емкость `C` или индуктивность `L` . Можно выделить несколько основных типов делителей напряжения, для которых применимо правило делителя напряжения: Резистивный делитель, RR Емкостной делитель, CC Индуктивный делитель, LL Делители RC и CR (также известные как фильтры RC, CR) Делители RL и LR (также известные как фильтры RL, LR) Делители CL и LC (также известные как фильтры CL, LC) Правило делителя напряжения Принцип делителя напряжения заключается в том, что ток, проходящий через несколько элементов, соединенных последовательно, является постоянным, но напряжение делится каким-то образом между ними. Чтобы найти точные значения, мы должны применить закон Ома к нашей схеме. Прежде чем сделать это, необходимо указать один важный момент: Состав RR является единственным применимым к цепям постоянного тока . В этих случаях любой импеданс можно рассматривать как провод с нулевым сопротивлением, а емкости работают как разрыв в цепи, поэтому они имеют бесконечное сопротивление. В остальном все они используются с цепями переменного тока, и правило делителя напряжения применимо для максимального значения разности потенциалов. Также может быть полезно найти фазовый сдвиг для этих напряжений. Формула делителя напряжения Общее уравнение (или формула) делителя напряжения для импедансов выглядит следующим образом: `В₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * В₁` . Напоминание: в целом `В₁` и `В₂` соответствуют амплитудам сигналов , т.е. синусоидальные. Если рассматривать только сопротивления, то формула делителя напряжения естественно изменится на: `В₂ = R₂ / (R₁ + R₂) * V₁` . Поскольку сопротивление не влияет на фазу сигнала, формула одинакова как для переменного, так и для постоянного тока. Сравниваются значения напряжения в данный момент. Как упоминалось ранее, остальные типы делителей предназначены для цепей переменного тока, поэтому давайте рассмотрим несколько примеров. Уравнения для емкостного и индуктивного делителей напряжения Для делителя СС необходимо использовать импедансы конденсаторов: `Z = 1 / (j * ω * C)` , где `j` обозначает мнимое число, а `ω` – угловая частота переменного напряжения. Подставляя исходное уравнение делителя напряжения этим выражением, получаем: `V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = (1 / (jωC₂)) / (1 / (jωC₁) + 1 / (jωC₂)) * V₁` , и умножая каждый член на `jωC₁C₂` результат: `V₂ = C₁ / (C₁ + C₂) * V₁` . Аналогичную процедуру можно выполнить для делителей LL, где `Z = j * ω * L` . На этот раз выходное напряжение: `В₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = jωL₂ / (jωL₁ + jωL₂) * V₁` . Разделив числитель и знаменатель на `jω` , получим окончательную формулу: `V₂ = L₂ / (L₁ + L₂) * V₁` . В обоих случаях выходное напряжение совпадает по фазе с входной фазой . Резистивно-емкостные и CR-фильтры Цепи делителя напряжения, состоящие из более чем одного типа элементов, оценить не так просто, как в предыдущих примерах. Нам приходится иметь дело с алгеброй комплексных чисел, но, поверьте, она выглядит более пугающе, чем есть на самом деле. Для делителя RC мы можем расширить формулу делителя напряжения до: `V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = (1 / (jωC)) / (R + 1 / (jωC)) * V₁ = V₁ / (jωRC + 1)` . Результат комплексное число, поэтому для оценки амплитуды выходного напряжения надо найти его модуль: `\|В₂\| = \|V₁ / (jωRC + 1)\| = \|В₁\| / √((ωRC)² + 1)` . При увеличении частоты выходная амплитуда напряжения уменьшается, поэтому эту схему также называют фильтром нижних частот . Фазовый сдвиг можно определить как арктангенс мнимой части, деленный на действительную часть нашего комплексного числа: `Δφ = atan(-ωRC)` . Аналогично можно найти амплитуду и фазовый сдвиг для цепи CR. Первым шагом является оценка общей формулы для выходного напряжения: `V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = R / (R + 1 / (jωC)) * V₁ = jωRC / (jωRC + 1) * V₁` . Его амплитуда может быть определена как: `\|V₂\| = \|jωRC / (jωRC + 1) * V₁\| = ωRC / √((ωRC)² + 1) * \|V₁\|` , и фазовый сдвиг задается как: `Δφ = atan(1 / ωRC)` . На этот раз мы видим, что если частота стремится к 0, то же самое происходит с амплитудой `В₂` , а при больших значениях `ω` она остается такой же, как и входное напряжение. Вывод состоит в том, что CR можно рассматривать как фильтр верхних частот . Фильтры RL и LR Цепи, содержащие резистивные и индуктивные элементы, мало чем отличаются от RC и CR с точки зрения расчетов, но стоит повторить каждый шаг, чтобы понять все тонкие различия. В случае RL-фильтра можно начать, как обычно, с общей формулы делителя напряжения: `V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = jωL / (R + jωL) * V₁` . Чтобы найти амплитуду выходного напряжения, нам нужно оценить модуль этого значения: `\|В₂\| = \|jωL / (R + jωL) * V₁\| = ωL / √(R² + (ωL)²) * \|V₁\|` , и его фазовый сдвиг: `Δφ = atan(R / ωL)` . Для делителя LR мы просто заменяем эти элементы, поэтому уравнение делителя напряжения получается: `V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁ = R / (R + jωL) * V₁` . Еще раз можем определить амплитуду выходного напряжения и фазовый сдвиг: `\|V₂\| = \|R / (R + jωL) * V₁\| = R / √(R² + (ωL)²) * \|V₁\|` , `Δφ = атан(-ωL / R)` . Взгляните на результаты; амплитуда 90 815 В₂ 90 816 для фильтра RL очень похожа на CR, а амплитуда LR напоминает амплитуду напряжения RC. Как и их фазовые сдвиги. Это очень ценный результат, поскольку оказывается, что RC- и RL-фильтры можно использовать взаимозаменяемо, если они спроектированы в соответствующей конфигурации, а значения проводимости и индуктивности адекватно отрегулированы . Это особенно полезно для схем, размер которых должен быть изменен до нанометрового масштаба, поскольку применение действительно маленьких конденсаторов намного проще, чем создание крошечных катушек. В любом случае, если у вас возникли проблемы с расчетом характеристик выходного сигнала, вы всегда можете вернуться к этим главам или просто попробовать наш калькулятор делителя напряжения! Выберите подходящий вариант, и результат отобразится моментально. Выше было описано несколько пассивных фильтров, но правило делителя напряжения можно применить и к активным фильтрам. CL и LC как резонансные контуры Мы могли бы выполнить те же расчеты для систем CL и LC, однако могут получиться нелепые результаты, если мы просто применим правило делителя напряжения. Мы можем заставить амплитуду выходного напряжения уходить в бесконечность! Это вызвано тем, что соединенные элементы LC иногда называют резонансные цепи . Они используются для генерации и приема радиоволн, которые наиболее эффективны при резонансной частоте , определяемой как: `ω = 1/√(L * C)` . В более реалистичной картине мы должны учитывать также некоторое ненулевое сопротивление, поэтому проблема резонансных цепей описана в калькуляторе цепей RLC. Использование делителя напряжения в более сложных схемах То, что мы уже сделали, показывает, как делители напряжения работают в самых простых возможных системах. Вы, очевидно, можете себе представить, что в реальной жизни они практически нигде не используются, и, как правило, применяются более сложные схемы. Однако все полученные выше результаты могут быть полезны при упрощении более сложных. Например, всякий раз, когда вы можете обнаружить резисторы либо последовательно, либо параллельно, вы можете рассматривать их как одно сопротивление. Точно так же работают конденсаторы и соленоиды. Для смешанных компонентов он оценивается практически так же, но приходится учитывать импедансы `Z` вместо `R` , `C` или `L` . Применение делителя напряжения Одним из наиболее часто используемых устройств, работающих благодаря концепции делителя напряжения, является потенциометр . Другое слово, описывающее этот элемент, – реостат. Обычно они состоят только из резистивных компонентов. Мы можем различать как аналоговые, так и цифровые, но, в любом случае, сопротивление можно установить с высокой точностью . Некоторыми из наиболее популярных типов потенциометров являются ползунковые регуляторы, тримпоты или регуляторы большого пальца, и они различаются по размеру и конструкции. Основным элементом является скользящий контакт, позволяющий регулировать выходное сопротивление . Устройства для измерения высокого напряжения — Оказывается, можно измерять высокое напряжение, даже если прямое измерение может быть разрушительным для устройства. В таком случае удобно использовать делитель напряжения, чтобы понизить напряжение до безопасной области . Для исключительно высоких напряжений (скажем, выше 100 кВ) лучше использовать емкостные, а не резистивные. Поиск неизвестного сопротивления — Можно ли найти неизвестное сопротивление, если у вас есть только источник напряжения и еще один резистор с известным сопротивлением? Вам повезло, если вы можете прочитать его цветовой код, но что, если его нет? Ну можно просто собрать простую схему с обоими последовательно соединенными резисторами, задать входное напряжение и измерить напряжение на нужном резисторе . После этого просто вставьте все эти значения в калькулятор делителя напряжения, и все — тайна раскрыта. Вы всегда можете преобразовать общее уравнение делителя напряжения, чтобы найти `R₂` как неизвестный параметр: `Р₂ = В₂ / (В₁ - В₂) * Р₁` . Плюсы и минусы делителей напряжения Некоторым из вас может быть интересно, почему люди измеряют неизвестное сопротивление с помощью делителя напряжения, когда они могут просто прочитать значение силы тока, протекающей через резистор при приложении внешнего напряжения — просто Закон Ома. Ну, в общем-то, существенной разницы между этими методами быть не должно, но надо учитывать, что сопротивление подавляющего большинства материалов зависит от температуры . Хуже того, эти зависимости различны для металлов, полупроводников или изоляторов. Принимая во внимание металлы, их сопротивление увеличивается с повышением температуры, поэтому для определения сопротивления при какой-либо стандартной температуре, напр. `T = 25°C` , мы должны найти тепловой коэффициент (TCR) материала. Это требует точного измерения температуры окружающей среды и выполнения некоторых расчетов, при этом надеясь, что за это время не было допущено никакой ошибки. Однако мы можем сделать гораздо проще! Как вы уже догадались, можно использовать простой делитель напряжения! В базовой версии у нас два резистора, и если они сделаны из одного материала, то значит их температурные зависимости сопротивления примерно одинаковые . Как бы ни была велика разница температур, эти сопротивления изменяются примерно на один и тот же процент, скажем, на 5% на каждые 20°С. Но, , поскольку в общем случае формула делителя напряжения имеет отношение импедансов, любое относительное изменение будет отменено, и выходное напряжение должно быть независимым от температуры (или, по крайней мере, его влияние должно быть значительно уменьшено). Более того, если мы посмотрим на уравнение из предыдущего раздела, то получим такое же значение сопротивления, как и первое при заданной температуре – никаких дальнейших расчетов не требуется! Во-вторых, удобно использовать делители напряжения при проектировании некоторых сложных электрических схем. Вместо использования нескольких отдельных источников напряжения, каждый из которых создает в системе различный потенциал, мы можем реализовать один источник и применить столько делителей напряжения, сколько нам нужно. С другой стороны, мы должны учитывать тот факт, что чем длиннее провода в нашей цепи, тем больше вероятность падения напряжения. Ну, это далеко не так для длинных промышленных кабелей, но тем не менее, если нам нужно провести какие-то действительно точные измерения, этот фактор следует принять во внимание и в идеале максимально уменьшить. Делитель тока До сих пор мы были сосредоточены на обработке сигнала — в основном, на изменениях напряжения. Тем не менее, мы можем использовать аналогичную концепцию, которая рассматривает проблему с другой точки зрения, называемую делителем тока. Идея почти та же, но вместо того, чтобы делить входное напряжение на более мелкие части, мы хотим разделить начальную силу тока и получить на выходе какое-то конкретное ее значение. Отличий всего несколько: во-первых, нам нужен источник тока вместо источника напряжения. Во-вторых, все импедансы (в простом случае два, как обычно) должны быть расположены параллельно, а не последовательно. Собственно, это все принципиальные отличия. С этой схемой мы снова можем использовать закон Ома. Получившаяся формула: `Iₓ = Z / (Z + Zₓ) * Iᵢ` . Мы можем обнаружить интересную и ценную собственность. Для делителя напряжения чем выше выходное сопротивление, тем больше выходное напряжение, а для делителя тока результат ведет себя наоборот . Точно так же мы можем производить различные типы делителей тока, включая катушки и конденсаторы, и все они применимы для переменного тока, тогда как для постоянного тока работает только состав резисторов. В общих случаях можно оценить как амплитуду, так и фазовый сдвиг протекающего тока. Мы уверены, что после прочтения пошаговых решений из этого калькулятора делителя напряжения для вас не составит труда выполнить аналогичные расчеты. Навигация по записям Реле задержки выключения нагрузкой. Многофункциональные реле времени: особенности, применение и выбор Замена светодиода в налобном фонарике. Как заменить светодиод в фонарике: пошаговая инструкция по ремонту Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Карта сайта © M-Gen