ตัวแบ่งแรงดัน: คืออะไร

What is a Voltage Divider?

วงจรแบ่งแรงดัน (voltage divider) เป็นวงจรพื้นฐานในด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถสร้างส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเป็นแรงดันไฟฟ้าขาออกได้ วงจรนี้ประกอบด้วยตัวต้านทานสองตัว (หรือองค์ประกอบแบบพาสซีฟใด ๆ) และแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า ตัวต้านทานเหล่านี้เชื่อมต่อแบบอนุกรมและแรงดันไฟฟ้าถูกให้ข้ามระหว่างตัวต้านทานสองตัวนี้

วงจรนี้ยังเรียกว่า วงจรแบ่งศักย์ แรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะถูกกระจายไปยังตัวต้านทาน (องค์ประกอบ) ของวงจรแบ่งแรงดัน ผลลัพธ์คือการแบ่งแรงดัน หากคุณกำลังมองหาความช่วยเหลือในการคำนวณการแบ่งแรงดัน คุณสามารถใช้ เครื่องคำนวณแบ่งแรงดัน ของเราได้

Circuit of Voltage Divider

อย่างที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น ตัวต้านทานอนุกรมสองตัวและแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าทำให้เกิดวงจรแบ่งแรงดันที่ง่าย วงจรนี้สามารถสร้างขึ้นได้หลายวิธีตามที่แสดงด้านล่าง

ในรูปภาพด้านบน (A) แทนการแสดงแบบย่อ (B) แทนการแสดงแบบยาว (C) และ (D) แสดงตัวต้านทานในมุมต่าง ๆ ตามลำดับ

แต่วงจรทั้งสี่วงจรนี้มีผลเหมือนกัน R1 คือตัวต้านทานที่อยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเสมอ และ R2 คือตัวต้านทานที่อยู่ใกล้กับกราวด์ Vout คือแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงผ่านตัวต้านทาน R2

นี่คือแรงดันที่ได้จากวงจรนี้เป็นแรงดันขาออก

Equation of Voltage Divider in Unloaded Condition

วงจรแบ่งแรงดัน (voltage divider) ที่มีอ้างอิงกับกราวด์แสดงในรูปด้านล่าง ที่นี่ มีอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าสองตัว (Z1 และ Z2) หรือองค์ประกอบแบบพาสซีฟใด ๆ ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม อิมพีแดนซ์อาจเป็นตัวต้านทาน หรือ อินดักเตอร์ หรือ คาปาซิเตอร์

เอาต์พุตของวงจรจะถูกนำมาจากอิมพีแดนซ์ Z2

ภายใต้สภาพการทำงานที่ไม่มีโหลด; นั่นคือ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในฝั่งเอาต์พุต แล้ว

ตอนนี้เราสามารถพิสูจน์สมการแรงดันเอาต์พุต (1) ด้วยกฎพื้นฐาน กฎโอห์ม

แทนสมการ (4) ใน (3) เราจะได้

ดังนั้น สมการได้รับการพิสูจน์แล้ว
ฟังก์ชันการถ่ายโอนของสมการข้างต้นคือ

สมการนี้ยังเรียกว่า สมการแบ่งแรงดัน

วงจรแบ่งแรงดันแบบคาปาซิเตอร์ไม่เคยยอมให้แรงดันไฟฟ้าตรงผ่าน เหล่านี้ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าสลับ

สำหรับวงจรแบ่งแรงดันแบบอินดักเตอร์ที่มีอินดักเตอร์ที่ไม่ส่งผลต่อกัน สมการจะเป็น

วงจรแบ่งแรงดันแบบอินดักเตอร์แบ่งแรงดันไฟฟ้าตรงคล้ายกับวงจรแบ่งแรงดันแบบตัวต้านทาน ขึ้นอยู่กับ ความต้านทาน และแบ่งแรงดันไฟฟ้าสลับตาม ความเหนี่ยวนำ.

วงจร ตัวกรองสัญญาณต่ำผ่านแบบ RC แบบพื้นฐาน แสดงด้านล่าง ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานและ คาปาซิเตอร์.


C → ความจุไฟฟ้า
R → ความต้านทาน
XC → ความต้านทานไฟฟ้าของคาปาซิเตอร์
ω → ความถี่เชิงมุม
j → หน่วยจินตภาพ
ที่นี่ ความสัมพันธ์ของแรงดันแบ่งคือ

RC → ค่าคงที่เวลาของวงจร แทนด้วย τ.