Spänningsdelare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 1 juli 2016; kontroller kräver 15 redigeringar .

Spänningsdelare  - en enhet där ingångs- och utspänningen är anslutna med en överföringskoefficient :. [ett]

Spänningsdelaren kan representeras som två på varandra följande sektioner av kretsen, kallade skuldror , summan av spänningarna på vilka är lika med inspänningen. Ansatsen mellan nollpotentialen och mittpunkten kallas den nedre (avdelarens utgångsspänning tas vanligtvis bort från den), och den andra kallas den övre [2] . Det finns linjära och icke-linjära spänningsdelare. I linjärt varierar utspänningen linjärt beroende på ingången. Sådana delare används för att ställa in potentialer och driftspänningar vid olika punkter i elektroniska kretsar. I icke-linjära delare beror utspänningen på koefficienten icke-linjärt. Icke-linjära spänningsdelare används i funktionella potentiometrar . [1] Motståndet kan vara både aktivt och reaktivt , såväl som helt icke-linjärt, som till exempel i en parametrisk spänningsstabilisator .

Resistiv spänningsdelare

Den enklaste resistiva spänningsdelaren består av två seriekopplade motstånd och anslutna till en spänningskälla . Eftersom motstånden är seriekopplade blir strömmen genom dem densamma i enlighet med Kirchhoffs första regel . Spänningsfallet över varje motstånd, enligt Ohms lag, kommer att vara proportionellt mot motståndet (strömmen, som tidigare fastställts, är densamma):

.

För varje motstånd har vi: Lägga till uttrycken får vi:

Ytterligare:

Därför:

Det bör noteras att spänningsdelarens belastningsresistans måste vara mycket större än delarens egen resistans, så att i beräkningarna detta motstånd, parallellkopplat , skulle kunna försummas. För att välja specifika motståndsvärden i praktiken räcker det som regel att följa följande algoritm :

1. Bestäm det aktuella värdet för avdelaren som arbetar med lasten frånkopplad. Denna ström måste vara betydligt större än strömmen som förbrukas av belastningen (vanligtvis accepteras ett överskott på 10 gånger i storlek), men den angivna strömmen bör dock inte skapa en överdriven belastning på spänningskällan .

2. Baserat på strömmens storlek, enligt Ohms lag , bestäms värdet på det totala motståndet .

3. Välj specifika motståndsvärden från standardområdet , vars värdeförhållande är nära det erforderliga spänningsförhållandet , och summan av värdena är nära det beräknade motståndet .

Vid beräkning av en verklig avdelare är det nödvändigt att ta hänsyn till motståndets temperaturkoefficient , toleranser för nominella motståndsvärden, intervallet för inspänningsförändringar och möjliga förändringar i belastningsegenskaperna hos delaren, såväl som den maximala förbrukade effekten av motstånden - det måste överskrida den effekt som tilldelats dem.

Applikation

Spänningsdelaren är väsentlig i kretsdesign. Som en reaktiv spänningsdelare, som ett exempel, kan man nämna det enklaste elektriska filtret och som en icke-linjär- parametrisk spänningsstabilisator .

Spänningsdelare har använts som en elektromekanisk lagringsenhet i AVM . I sådana enheter motsvarar de lagrade värdena reostaternas rotationsvinklar. Sådana enheter kan lagra information på obestämd tid. [ett]

Återkopplingskretsar i förstärkare

Med hjälp av en resistiv spänningsdelare i återkopplingskretsen ställs förstärkningen av kaskaden på op- ampen in .

De enklaste elektriska filtren

RC , LC, RL-kretsar , som är exempel på de enklaste elektriska filtren, kan betraktas som frekvensberoende spänningsdelare där reaktiva element används i motsvarande armar.

Spänningsförstärkare

En spänningsdelare kan användas för att förstärka inspänningen - detta är möjligt om , a  är negativ, till exempel, som i avsnittet av ström-spänningskarakteristiken för en tunneldiod .

Parametrisk spänningsregulator

En spänningsdelare kan användas för att stabilisera ingångsspänningen - detta är möjligt om en zenerdiod används som den nedre armen på delaren .

Begränsningar i användningen av resistiva spänningsdelare

För att säkerställa acceptabel noggrannhet hos delaren krävs det att den utformas på ett sådant sätt att mängden ström som flyter genom delningskretsarna är minst 10 gånger större än strömmen som flyter genom lasten. Att öka detta förhållande till ×100, ×1000 och mer, allt annat lika, ökar proportionellt noggrannheten hos delaren. På samma sätt, generellt sett, bör värdena för resistansen hos delaren och lasten relateras. Det är lätt att se att det ideala (ur effektivitetssynpunkt ) funktionssätt för avdelaren är det så kallade läget. tomgång, dvs. driftläge med frånkopplad last, när dess egenskaper kan försummas. En ökning av belastningsströmmen leder till en betydande minskning av fördelarens effektivitet , på grund av det faktum att en betydande del av strömmen går åt till att värma upp avdelarmotstånden. Det är därför en resistiv spänningsdelare inte kan användas för att ansluta kraftfulla elektriska enheter: elektriska maskiner, värmeelement. För att lösa detta problem används andra kretslösningar, i synnerhet används spänningsstabilisatorer . Om hög effekt inte krävs, men exceptionellt hög noggrannhet krävs för att upprätthålla utspänningsvärdet, används en mängd olika referensspänningskällor .

Normativ-teknisk dokumentation

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Dictionary of Cybernetics/Redigerad av akademikern V. S. Mikhalevich . - 2:a. - Kiev: Huvudupplagan av den ukrainska sovjetiska encyklopedin uppkallad efter M. P. Bazhan, 1989. - 751 s. - (C48). — 50 000 exemplar.  - ISBN 5-88500-008-5 .
  2. ↑ I vissa fall är det möjligt att bygga en spänningsdelare enligt ett förenklat schema, när endast den övre armen på avdelaren är explicit närvarande, och själva lastens motstånd används som den nedre armen.

Länkar