電圧分配則
電圧分割則は、電気工学の原理であり、負荷にかかる電圧を2つ以上の部分に分割する回路である電圧分割回路の挙動を説明しています。電圧分割則によれば、回路内の各抵抗にかかる電圧は、その抵抗値と回路全体の抵抗値に比例します。
電圧分割則の数式表現:
電圧分割則は以下の数式で表すことができます：
V1 = (R1 / (R1 + R2 + … + Rn)) * Vtotal
ここで：
V1 は抵抗1にかかる電圧
R1 は抵抗1の抵抗値
R2, R3, …, Rn は回路内の他の抵抗の抵抗値
Vtotal は回路全体にかかる電圧
電圧分割則は、電圧分割に関与する回路の分析と設計に有用なツールです。これにより、エンジニアは回路内の各抵抗にかかる電圧を計算することができます。これは回路の挙動を予測し、特定の性能要件を満たすように設計するのに役立ちます。
電圧分割則は直流回路でのみ適用可能です。交流回路では、電流の変化性により異なる挙動を示すため、適用できません。また、オームの法則に従う線形回路でのみ適用可能です。ダイオードやトランジスタを含む非線形回路はオームの法則に従わず、電圧分割則を使用して解析することはできません。
電圧分割則はいつ使用すべきか？
電圧分割則は、回路の解法を簡略化するために使用されます。このルールは簡単な回路を包括的に解くことができます。この電圧分割則の基本的な原則は、「直列に接続された2つの抵抗間に電圧が抵抗値に比例して分割される」というものです。電圧分割には、回路と方程式という2つの重要な要素があります。
電圧分割則の応用:
電圧分割は、特定の値を落として電圧を制御する回路でのみ使用されます。主にエネルギー効率が必ずしも重視されないシステムで使用されます。
電圧分割は、私たちの日常生活でポテンショメータで最も一般的に使用されます。例えば、現代の音楽システムやラジオトランジスタの音量調整ノブは、ポテンショメータの良い例です。ポテンショメータの基本的な構造は上記のように3つのピンを持っています。2つのピンはポテンショメータ内部の抵抗に接続され、残りのピンは抵抗上でスライドするワイピングコンタクトに接続されています。ポテンショメータのノブを回すと、安定した接触点とワイピングコンタクト間の電圧が電圧分割則に基づいて表示されます。
電圧分割は、信号レベルの調整、電圧測定、アンプ内のアクティブコンポーネントのバイアシングにも使用されます。マルチメーターとホイートストンブリッジには電圧分割が含まれています。
電圧分割はセンサーの抵抗値を測定するために使用できます。センサーは既知の抵抗と直列に接続され、電圧分割を形成します。そして、既知の電圧が分割器に供給されます。マイクロコントローラーのアナログからデジタルへの変換器は、分割器の中間タップに接続され、タップ電圧を測定することができます。観測された電圧からセンサー抵抗を推定することができます。
電圧分割は、センサーおよび電圧測定、論理レベルシフト、信号レベル制御に使用されます。
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