Дільник напруги: що це?

Що таке дільник напруги?

Дільник напруги - це фундаментальна схема в електроніці, яка може видавати частину свого входового напруги на виході. Він утворюється за допомогою двох резисторів (або будь-яких пасивних компонентів) і джерела напруги. Резистори з'єднані послідовно, а напруга подається через ці два резистори.

Цю схему також називають дільником потенціалу. Вхідна напруга розподіляється між резисторами (компонентами) схеми дільника напруги. В результаті відбувається розподіл напруги. Якщо вам потрібна допомога з обчисленням розподілу напруги, ви можете використовувати наш калькулятор дільника напруги.

Схема дільника напруги

Як ми зазначили вище, простий дільник напруги складається з двох послідовно з'єднаних резисторів та джерела напруги. Цю схему можна побудувати кількома способами, як показано нижче.

На вищезазначеному малюнку, (A) представляє скорочений запис, (B) - повний запис, а (C) і (D) показують резистори під різними та однаковими кутами відповідно.

Але всі чотири кола фактично є однаковими. R1 — це резистор, який завжди розташований близько до входу джерела напруги, а R2 — це резистор, розташований ближче до землі. Vout — це падіння напруги на резисторі R2.

Фактично ми отримуємо вихідну напругу подільника з цього кола.

Рівняння подільника напруги в ненавантаженому стані

Нижче наведено просту схему подільника напруги, віднесену до землі. Тут два електричних імпеданси (Z1 та Z2) або будь-які пасивні компоненти з’єднані послідовно. Імпеданси можуть бути резисторами або котушками індуктивності або конденсаторами.

Вихідна напруга схеми знімається з імпедансу Z2.

При відкритому виводі; тобто на виході не буде струму, то

Тепер ми можемо довести рівняння вихідного напруги (1), використовуючи основний закон, закон Ома

Підставляючи рівняння (4) у (3), отримуємо

Отже, рівняння доведено.
Передаточна функція цього рівняння така

Це рівняння також називають дільником

Дільники на конденсаторах ніколи не пропускають постійний струм. Вони працюють на змінному струмі.

Для індуктивного дільника з невзаємодіючими індукторами, рівняння набуває вигляду

Індуктивний дільник розподіляє постійний струм аналогічно резистивному дільнику, залежно від опору, а змінний струм — залежно від індуктивності.

Нижче показано базову низькочастотний RC-фільтр, який складається з опору та конденсатора.


C → Ємність
R → Опір
XC → Реактивний опір конденсатора
ω → Кутова частота
j → Уявна одиниця
Тут, співвідношення напруг подільника є

RC → Тимчасова стала цепи, представлена як τ.

Подільник напруги під завантаженням

Зараз ми можемо побачити подільник напруги у завантаженому стані. Для простоти використовуються опори (R1 і R2). Опор (RL) підключено до виходу. Тоді рівняння стає,

R2 і RL паралельні одна одній.

Цепина з завантаженням показана нижче.

Застосування роздільника напруги

Застосування включають зміну рівня логічних сигналів, вимірювання даних з датчиків, вимірювання високих напруг, налаштування рівня сигналу.

Вимірювальні прилади, такі як мультиметр та міст Вітстоуна, складаються з роздільника напруги.

Роздільник напруги на резисторах зазвичай використовується для генерації опорних напруг або для зменшення величини напруги для спрощення вимірювання.

Крім цього, на низьких частотах він може функціонувати як знижувач сигналу.

У випадку постійного струму та дуже низьких частот, роздільник напруги на резисторах є придатним. Капацитивний роздільник напруги використовується у передачі електроенергії для вимірювання високих напруг і для компенсації навантаження емфеси.

Джерело: Electrical4u.

Повідомлення: Поважайте оригінал, хороші статті варто поширювати, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.