Děliče napětí a proudu
Dělič napětí
V elektrotechnice se velmi často používají napěťové děliče, jejichž činnost lze zkontrolovat aplikací pravidla rozložení napětí. Obrázek ukazuje obvody děliče napětí používané ke snížení daného napájecího napětí (např. 4, 6, 12 nebo 220 V) na libovolné nižší napětí.
Rýže. 1. Obvody děliče napětí
V elektrických elektrických zařízeních, stejně jako při měření, je někdy nutné získat několik napětí určité hodnoty z jednoho zdroje. Děliče napětí se často (a zvláště v slaboproudé technice) nazývají potenciometry.
Proměnlivé dílčí napětí se získá pohybem posuvného kontaktu reostatu nebo jiného typu odporu. Konstantní hodnotu parciálního napětí lze získat zatlačením rezistoru nebo jej poslechnout ze spojení dvou samostatných rezistorů.
Pomocí posuvného kontaktu lze plynule měnit dílčí napětí potřebné pro přijímač s odporem (odpor zátěže), přičemž posuvný kontakt zajišťuje paralelní spojení odporů, ze kterých je dílčí napětí odstraněno.
Rezistory se používají jako součást děliče napětí pro získání pevné hodnoty napětí. V tomto případě je výstupní napětí Uout připojeno ke vstupu Uin (bez možného odporu zátěže) pomocí následujícího připojení:
Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)
Rýže. 2. Dělič napětí
Příklad. Pomocí odporového děliče je potřeba ze zdroje 5 V DC dostat do zátěže 100 kOhm napětí 1 V. Požadovaný poměr dělení napětí je 1/5 = 0,2. Použijeme oddělovač, jehož schéma je na obr. 2.
Odpor rezistorů R1 a R2 by měl být výrazně menší než 100 kΩ. V tomto případě lze při výpočtu děliče zanedbat zátěžový odpor.
Proto R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2
R2 = 0,2R1 + 0,2R2.
R1 = 4R2
Proto si můžete vybrat R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Odpor R1 se získá sériovým zapojením standardních rezistorů 1,8 a 2,2 kOhm, vyrobených na bázi kovové fólie s přesností ± 1 % (výkon 0,25 W).
Je třeba pamatovat na to, že samotný dělič spotřebovává proud z primárního zdroje (v tomto případě 1 mA) a tento proud se bude zvyšovat se zmenšováním odporu děličových rezistorů.
Pro získání specifikované hodnoty napětí je nutné použít vysoce přesné rezistory.
Nevýhodou jednoduchého odporového děliče napětí je, že se změnou odporu zátěže se mění výstupní napětí (Uout) děliče. Pro snížení vlivu zátěže na U byste měli volit otáčky R2 alespoň 10x menší, než je minimální zátěžový odpor.
Je důležité mít na paměti, že s klesajícím odporem rezistorů R1 a R2 roste proud spotřebovaný zdrojem vstupního napětí. Normálně by tento proud neměl překročit 1-10 mA.
Dělič proudu
Rezistory se také používají k nasměrování dané části celkového proudu na odpovídající rameno děliče. Například ve schématu na Obr. 3 proud Az je část celkového proudu Azv určená odpory rezistorů R1 a R2, tzn. můžeme napsat, že Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)
Příklad. Ukazatel měřiče se odchyluje na plný rozsah, pokud je stejnosměrný proud v pohyblivé cívce 1 mA. Aktivní odpor vinutí cívky je 100 ohmů Vypočítejte odpor měřící bočník tak, aby se ukazatel zařízení vychýlil maximálně při vstupním proudu 10 mA (viz obr. 4).
Rýže. 3. Dělič proudu
Rýže. 4.
Aktuální dělicí poměr je dán poměrem:
Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 ohmů
Proto,
0,1R1 + 0,1R2 = R1
0,1 R1 + 10 = R1
R1 = 10/0,9 = 11,1 ohmů
Požadovaný odpor rezistoru R1 lze získat zapojením dvou standardních silnovrstvých rezistorů 9,1 a 2 ohmy do série s přesností ± 2 % (0,25 W). Znovu si všimněte, že na Obr. 3 odpor R2 je vnitřní odpor měřicího zařízení.
Pro zajištění dobré přesnosti při dělení proudů by měly být použity rezistory s vysokou přesností (± 1 %).