Divizor de tensiune

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 iulie 2016; verificările necesită 15 modificări .

Divizor de tensiune - un dispozitiv în care tensiunea de intrare și de ieșire sunt conectate printr -un coeficient de transfer :. [unu] $U_{in}$ $U_{out}$ $0 \leqslant a \leqslant 1$ $U_{out}=a\cdot U_{in}$

Divizorul de tensiune poate fi reprezentat ca două secțiuni consecutive ale circuitului, numite umeri , suma tensiunilor la care este egală cu tensiunea de intrare. Umărul dintre potențialul zero și punctul de mijloc se numește cel inferior (tensiunea de ieșire a divizorului este de obicei îndepărtată din el), iar celălalt se numește cel superior [2] . Există divizoare de tensiune liniare și neliniare. În liniar, tensiunea de ieșire variază liniar în funcție de intrare. Astfel de divizoare sunt folosite pentru a seta potențialele și tensiunile de funcționare în diferite puncte ale circuitelor electronice. În divizoarele neliniare, tensiunea de ieșire depinde de coeficient neliniar. Divizoarele de tensiune neliniare sunt utilizate în potențiometre funcționale $A$ . [1] Rezistența poate fi atât activă , cât și reactivă , precum și complet neliniară, ca, de exemplu, într-un stabilizator de tensiune parametric .

Divizor de tensiune rezistiv

Cel mai simplu divizor de tensiune rezistiv este format din două rezistențe conectate în serie și conectate la o sursă de tensiune . Deoarece rezistențele sunt conectate în serie, curentul prin ele va fi același, în conformitate cu prima regulă a lui Kirchhoff . Căderea de tensiune pe fiecare rezistor, conform legii lui Ohm, va fi proporțională cu rezistența (curentul, așa cum a fost stabilit anterior, este același): $R_{1}$ $R_{2}$ $U$

$\U=IR$ .

Pentru fiecare rezistor avem: Adăugând expresiile, obținem:
$\left\{{\begin{array}{ll}U_{1}=IR_{1}\\U_{2}=IR_{2}.\end{array}}\right.$

$U_{1}+U_{2}=I(R_{1}+R_{2}).$

Mai departe:

$I={\frac {U_{1}+U_{2}}{R_{1}+R_{2}}}={\frac {U}{R_{1}+R_{2}}} .$

Prin urmare:

$\left\{{\begin{array}{ll}U_{1}=IR_{1}=U{\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}}\\ U_{2}=IR_{2}=U{\frac {R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}.\end{array}}\right.$

Trebuie remarcat faptul că rezistența de sarcină a divizorului de tensiune trebuie să fie mult mai mare decât rezistența proprie a divizorului, astfel încât în calcule această rezistență, conectată în paralel , ar putea fi neglijată. Pentru a selecta valori specifice de rezistență în practică, de regulă, este suficient să urmați următorul algoritm : $R_{2}$

1. Determinați valoarea curentă a divizorului care funcționează cu sarcina deconectată. Acest curent trebuie să fie semnificativ mai mare decât curentul consumat de sarcină (de obicei este acceptat un exces de 10 ori în mărime), dar, totuși, curentul specificat nu ar trebui să creeze o sarcină excesivă pe sursa de tensiune . $U$

2. Pe baza mărimii curentului, conform legii lui Ohm , se determină valoarea rezistenței totale . $R=R_1+R_2$

3. Selectați valori specifice ale rezistenței din intervalul standard , al căror raport de valori este apropiat de raportul de tensiune necesar, iar suma valorilor este apropiată de rezistența calculată . $R$

Atunci când se calculează un divizor real, este necesar să se ia în considerare coeficientul de temperatură al rezistenței , toleranțele pentru valorile rezistenței nominale , intervalul de modificări ale tensiunii de intrare și posibilele modificări ale proprietăților de sarcină ale divizorului, precum și puterea maximă disipată a rezistențele - trebuie să depășească puterea alocată acestora.

Aplicație

Divizorul de tensiune este esențial în proiectarea circuitelor. Ca divizor de tensiune reactiv, de exemplu, se poate cita cel mai simplu filtru electric și ca stabilizator de tensiune neliniar- parametric .

Divizoarele de tensiune au fost utilizate ca dispozitiv de stocare electromecanic în AVM -uri . În astfel de dispozitive, valorile stocate corespund unghiurilor de rotație ale reostatelor. Astfel de dispozitive pot stoca informații pe termen nelimitat. [unu]

Circuite de feedback în amplificatoare

Cu ajutorul unui divizor de tensiune rezistiv în circuitul de feedback, câștigul cascadei pe amplificator este setat .

Cele mai simple filtre electrice

Circuitele RC , LC, RL , care sunt exemple ale celor mai simple filtre electrice, pot fi considerate ca divizoare de tensiune dependente de frecvență în care elementele reactive sunt utilizate în brațele corespunzătoare.

Amplificator de tensiune

Un divizor de tensiune poate fi utilizat pentru a amplifica tensiunea de intrare - acest lucru este posibil dacă , a este negativ, de exemplu, ca în secțiunea caracteristicii curent-tensiune a unei diode tunel . $|R_2| \geqslant |R_1|$ $R_{1}$

Regulator parametric de tensiune

Un divizor de tensiune poate fi utilizat pentru a stabiliza tensiunea de intrare - acest lucru este posibil dacă este folosită o diodă Zener ca braț inferior al divizorului .

Limitări în utilizarea divizoarelor rezistive de tensiune

Pentru a asigura o precizie acceptabilă a divizorului, este necesar să îl proiectați astfel încât cantitatea de curent care curge prin circuitele divizorului să fie de cel puțin 10 ori mai mare decât curentul care curge prin sarcină. Creșterea acestui raport la ×100, ×1000 și mai mult, celelalte lucruri fiind egale, crește proporțional precizia divizorului. În același mod, în general, ar trebui legate valorile rezistenței divizorului și sarcinii. Este ușor de observat că modul ideal (din punct de vedere al eficienței ) de funcționare a divizorului este așa-numitul mod. la ralanti, adică mod de funcționare cu o sarcină deconectată, când proprietățile acesteia pot fi neglijate. O creștere a curentului de sarcină duce la o scădere semnificativă a eficienței divizorului, datorită faptului că o parte semnificativă a puterii este cheltuită pentru încălzirea rezistențelor divizorului. De aceea, un divizor de tensiune rezistiv nu poate fi folosit pentru a conecta dispozitive electrice puternice: mașini electrice, elemente de încălzire. Pentru a rezolva această problemă, se folosesc alte soluții de circuit, în special se folosesc stabilizatori de tensiune . Dacă nu este necesară o putere mare, dar este necesară o precizie excepțional de mare în menținerea valorii tensiunii de ieșire, atunci sunt utilizate o varietate de surse de tensiune de referință .

Documentație normativ-tehnică

GOST 11282-93 (IEC 524-75) - Divizoare rezistive de tensiune DC

Vezi și

divizor de curent

Note

↑ 1 2 3 Dicționar de cibernetică / Editat de academicianul V. S. Mikhalevich . - al 2-lea. - Kiev: Ediția principală a Enciclopediei sovietice ucrainene numită după M. P. Bazhan, 1989. - 751 p. - (C48). — 50.000 de exemplare. - ISBN 5-88500-008-5 .
↑ În unele cazuri, este posibil să se construiască un divizor de tensiune conform unei scheme simplificate, când numai brațul superior al divizorului este prezent în mod explicit, iar rezistența sarcinii în sine este utilizată ca braț inferior.

Link -uri

Divizor de tensiune // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
Divizor de tensiune pe rezistențe. Formula de calcul, calculator online
Divizoare de tensiune
Circuite. de bază. divizor de tensiune
Divizor de tensiune pe rezistențe