वोल्टेज डिवाइडर आपको एक वोल्टेज को प्रतिरोधकों की मदद से छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ने में मदद करता है। आप एक ही पावर स्रोत से अलग-अलग वोल्टेज प्राप्त करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर सर्किट का इस्तेमाल कर सकते हैं। एक लाइन में जुड़े दो प्रतिरोधकों के बारे में सोचिए। अगर आप एक प्रतिरोधक पर वोल्टेज की जाँच करते हैं, तो आपको पूरे वोल्टेज का केवल एक हिस्सा ही मिलता है। इस आसान सेटअप से आप सेंसर या अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बिजली दे सकते हैं जिन्हें कम वोल्टेज की ज़रूरत होती है।
वोल्टेज विभाजक सर्किट
परिभाषा
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट वोल्टेज को छोटे-छोटे हिस्सों में बांटने में मदद करते हैं। ये सर्किट एक ही पावर सोर्स से अलग-अलग वोल्टेज बनाने के लिए रेसिस्टर्स का इस्तेमाल करते हैं । सर्किट बनाने के लिए रेसिस्टर्स को एक पंक्ति में जोड़ा जाता है। हर रेसिस्टर पर वोल्टेज कम होता जाता है। आप सर्किट के अलग-अलग बिंदुओं पर वोल्टेज चेक कर सकते हैं। इस तरह, आपको सेंसर या अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए ज़रूरी वोल्टेज मिल जाता है।
बुनियादी उपयोग
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट कुल वोल्टेज को प्रतिरोधों के बीच बांटते हैं। आप प्रतिरोधों को एक सीधी रेखा में या श्रृंखला में लगा सकते हैं। वोल्टेज प्रत्येक प्रतिरोध के मान के आधार पर विभाजित होता है। कम वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, केवल एक प्रतिरोध के सिरों पर वोल्टेज मापें। आप अलग-अलग प्रतिरोध मान चुनकर आउटपुट वोल्टेज को बदल सकते हैं। यही कारण है कि वोल्टेज डिवाइडर सर्किट कई इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं के लिए उपयोगी होते हैं ।
टिप: वोल्टेज विभाजक सर्किट उन चीजों को बिजली दे सकता है जिन्हें आपकी मुख्य बिजली की तुलना में कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है।
सरल उदाहरण
यहाँ एक आसान उदाहरण है। आपके पास एक बैटरी है जो 9 वोल्ट देती है। आपको एक सेंसर के लिए केवल 3 वोल्ट चाहिए। आप वोल्टेज विभाजक परिपथ बनाने के लिए दो प्रतिरोधकों का उपयोग कर सकते हैं। यदि दोनों प्रतिरोधक समान हैं, तो वोल्टेज समान रूप से विभाजित होता है। प्रत्येक प्रतिरोधक को 4.5 वोल्ट मिलते हैं। यदि एक प्रतिरोधक बड़ा है, तो उसे अधिक वोल्टेज मिलता है।
यहाँ एक सरल आरेख है:
[Battery]---[R1]---[R2]---[Ground]
| |
Vout 0V
R1 और R2 दोनों प्रतिरोधक हैं।
Vout वह वोल्टेज है जिसे आप R2 पर जांचते हैं।
बैटरी का वोल्टेज R1 और R2 के बीच विभाजित होता है।
आप अपनी इच्छित वोल्टेज प्राप्त करने के लिए इस सर्किट का उपयोग कर सकते हैं। वोल्टेज में परिवर्तन देखने के लिए विभिन्न प्रतिरोधक मानों का उपयोग करके देखें। वोल्टेज विभाजक सर्किट आपको अपनी परियोजनाओं में वोल्टेज को नियंत्रित करने देते हैं।
वोल्टेज ड्रॉप और गणना
ओम का नियम
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट में वोल्टेज ड्रॉप कैसे होता है, यह समझने के लिए आप ओम के नियम का उपयोग कर सकते हैं। ओम का नियम कहता है कि वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध के बराबर होता है। यदि किसी सर्किट में एक प्रतिरोधक है, तो उसके आर-पार वोल्टेज ड्रॉप, धारा और प्रतिरोधक के मान पर निर्भर करता है। आप समीकरण इस प्रकार लिख सकते हैं:
V = I × R
यदि आपको इनपुट वोल्टेज और प्रतिरोधकों का मान ज्ञात हो , तो आप धारा ज्ञात कर सकते हैं। एक श्रृंखला परिपथ में प्रत्येक प्रतिरोधक से प्रवाहित होने वाली धारा समान रहती है। आप प्रत्येक प्रतिरोधक के लिए वोल्टेज ड्रॉप अनुपात ज्ञात करने के लिए ओम के नियम का उपयोग कर सकते हैं।
नोट: ओम का नियम आपको यह अनुमान लगाने में मदद करता है कि आपके वोल्टेज डिवाइडर में प्रत्येक प्रतिरोधक को कितना वोल्टेज मिलेगा।
किरचॉफ का नियम
किरचॉफ का वोल्टेज नियम आपको यह समझने में मदद करता है कि किसी परिपथ में वोल्टेज कैसे विभाजित होता है। यह नियम कहता है कि एक बंद लूप के चारों ओर कुल वोल्टेज शून्य के बराबर होता है। यदि आप किसी श्रेणी परिपथ में सभी वोल्टेज ड्रॉप्स को जोड़ दें, तो वे इनपुट वोल्टेज के बराबर हो जाते हैं। वोल्टेज विभाजक बनाते समय आप अपने काम की जाँच के लिए किरचॉफ के वोल्टेज नियम का उपयोग कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, यदि आपके परिपथ में दो प्रतिरोधक और एक इनपुट वोल्टेज है, तो प्रत्येक प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप का योग इनपुट वोल्टेज के बराबर होता है। इससे आपको यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि आपके वोल्टेज विभाजक समीकरण सही हैं।
प्रमुख समीकरण
वोल्टेज डिवाइडर में आउटपुट वोल्टेज ज्ञात करने के लिए आपको सही समीकरण का उपयोग करना होगा। एक साधारण दो-प्रतिरोधक वोल्टेज डिवाइडर का मूल समीकरण इस प्रकार दिखता है:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))
Vin इनपुट वोल्टेज है.
Vout आउटपुट वोल्टेज है.
R1 पहला प्रतिरोधक है।
R2 दूसरा प्रतिरोधक है।
यह समीकरण दर्शाता है कि वोल्टेज ड्रॉप अनुपात प्रतिरोधक मानों पर कैसे निर्भर करता है। आप अलग-अलग प्रतिरोधक चुनकर आउटपुट को बदल सकते हैं। यदि आप परिपथ में धारा ज्ञात करना चाहते हैं, तो इस समीकरण का उपयोग करें:
I = Vin / (R1 + R2)
आप इन समीकरणों का उपयोग अपना स्वयं का वोल्टेज विभाजक सर्किट डिजाइन करने के लिए कर सकते हैं।
चिन्ह | अर्थ |
|---|---|
विन | इनपुट वोल्टेज |
वाउट | आउटपुट वोल्टेज |
R1 | पहला प्रतिरोधक |
R2 | दूसरा प्रतिरोधक |
I | वर्तमान |
नमूना गणना
आइए एक नमूना समस्या पर विचार करें। आप 3 वोल्ट के इनपुट वोल्टेज से 5 वोल्ट का आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करना चाहते हैं। आप अपने परिपथ में दो प्रतिरोधकों का उपयोग करते हैं। R1 का मान 2 kΩ है। R2 का मान 3 kΩ है।
वोल्टेज विभाजक समीकरण लिखें:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))मान डालें:
Vout = 5 × (3 / (2 + 3)) Vout = 5 × (3 / 5) Vout = 5 × 0.6 Vout = 3 volts
आपको 3 वोल्ट का आउटपुट वोल्टेज मिलता है। R1 और R2 के लिए वोल्टेज ड्रॉप अनुपात 2:3 है। R1 के पार वोल्टेज ड्रॉप 2 वोल्ट है। R2 के पार वोल्टेज ड्रॉप 3 वोल्ट है। कुल वोल्टेज ड्रॉप इनपुट वोल्टेज के बराबर है।
आप सर्किट में धारा भी ज्ञात कर सकते हैं:
I = Vin / (R1 + R2)
I = 5 / (2 + 3)
I = 5 / 5
I = 1 mA
सुझाव: हमेशा जाँच करें कि प्रत्येक प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप का योग इनपुट वोल्टेज के बराबर हो। इससे आपका सर्किट सुरक्षित और कार्यशील रहता है।
आप इन समीकरणों का उपयोग सेंसर, एलईडी या अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए वोल्टेज डिवाइडर सर्किट डिज़ाइन करने के लिए कर सकते हैं। आउटपुट वोल्टेज में कैसे बदलाव होता है, यह देखने के लिए रेसिस्टर के मान बदलकर देखें। आप देखेंगे कि वोल्टेज ड्रॉप अनुपात आउटपुट को कैसे प्रभावित करते हैं।
वोल्टेज डिवाइडर के व्यावहारिक उपयोग
10% नियम
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के साथ काम करते समय, आपको 10% नियम का ध्यान रखना चाहिए। यह नियम यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि आपका सर्किट डिज़ाइन आपको वांछित वोल्टेज प्रदान करे। 10% नियम कहता है कि वोल्टेज डिवाइडर से जुड़ा लोड, डिवाइडर से प्रवाहित होने वाली धारा के 10% से कम धारा का उपयोग करे। इस नियम का पालन करने से आउटपुट वोल्टेज स्थिर रहता है। किसी उपकरण को कनेक्ट करने पर वोल्टेज में बड़े बदलाव नहीं होते।
सुझाव: अपने लोड और डिवाइडर के बीच करंट अनुपात हमेशा जाँचें। इससे आपका वोल्टेज सटीक रहता है।
लोड प्रभाव
वोल्टेज डिवाइडर से कोई डिवाइस जोड़ने पर लोडिंग प्रभाव उत्पन्न होता है। यह डिवाइस सर्किट में एक अतिरिक्त प्रतिरोधक की तरह काम करता है। यह अतिरिक्त प्रतिरोधक कुल प्रतिरोध और वोल्टेज अनुपात को बदल देता है। यदि लोड बहुत अधिक धारा खींचता है, तो आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है। सर्किट डिज़ाइन के कई प्रोजेक्ट्स में आपको यह समस्या देखने को मिलती है। लोडिंग प्रभाव से बचने के लिए, आपको ऐसे प्रतिरोधक मान चुनने होंगे जो वोल्टेज को आपके लक्ष्य के करीब रखें।
यहां एक त्वरित तालिका दी गई है जो दर्शाती है कि लोडिंग प्रभाव किस प्रकार आउटपुट को बदलता है:
भार प्रतिरोध | उत्पादन में वोल्टेज | अनुपात परिवर्तन |
|---|---|---|
हाई | स्थिर रहता है | छोटा |
निम्न | ड्रॉप | बड़ा |
डिज़ाइन उदाहरण
आइए एक डिज़ाइन उदाहरण देखें जो 10% नियम का उपयोग करता है। आप एक सेंसर के लिए 5-वोल्ट स्रोत से 12 वोल्ट प्राप्त करना चाहते हैं। आपके सेंसर को 1 mA की आवश्यकता है। आप विभाजक के लिए धारा चुनकर अपना सर्किट डिज़ाइन शुरू करते हैं। यदि आप चाहते हैं कि विभाजक धारा कम से कम 10 mA हो, तो लोड धारा और विभाजक धारा का अनुपात 1:10 है। आप प्रतिरोधक मान ज्ञात करने के लिए वोल्टेज विभाजक समीकरण का उपयोग करते हैं। आप अपने सेंसर से जुड़े वोल्टेज की जाँच करते हैं। यदि वोल्टेज 5 वोल्ट के करीब रहता है, तो आपका डिज़ाइन काम करता है। यदि नहीं, तो आप प्रतिरोधक मान समायोजित करते हैं और प्रक्रिया दोहराते हैं।
याद रखें: अच्छा सर्किट डिज़ाइन हमेशा लोडिंग प्रभावों की जांच करता है और स्थिर वोल्टेज के लिए सही अनुपात का उपयोग करता है।
आप सेंसर सर्किट, ऑडियो कंट्रोल और माइक्रोकंट्रोलर इनपुट में वोल्टेज डिवाइडर के व्यावहारिक उपयोग देख सकते हैं । 10% नियम का पालन करने से आपका वोल्टेज डिवाइडर सर्किट अधिक विश्वसनीय बनता है। वास्तविक परियोजनाओं में वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए आप सही अनुपात और डिज़ाइन चरणों का उपयोग करते हैं।
वोल्टेज डिवाइडर सर्किट की पेचीदगियाँ
वोल्टेज सीढ़ी
आप कई प्रतिरोधकों को एक पंक्ति में जोड़कर एक वोल्टेज सीढ़ी बना सकते हैं। यह संरचना सीढ़ी के पायदानों जैसी दिखती है। प्रत्येक प्रतिरोधक एक सीढ़ी की तरह काम करता है। आप सीढ़ी के एक सिरे को वोल्टेज स्रोत से और दूसरे सिरे को ज़मीन से जोड़ते हैं। प्रत्येक चरण पर वोल्टेज थोड़ा कम होता जाता है। यह व्यवस्था आपको एक स्रोत से कई अलग-अलग वोल्टेज स्तर प्राप्त करने में मदद करती है।
वोल्टेज लैडर आपको केवल दो वोल्टेज से कहीं अधिक वोल्टेज प्रदान करता है। आप प्रतिरोधकों के बीच प्रत्येक नोड पर परिपथ में टैप कर सकते हैं। प्रत्येक टैप आपको एक अलग वोल्टेज देता है। यही कारण है कि वोल्टेज लैडर कई परियोजनाओं में उपयोगी होता है। आप इसे अक्सर एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर या सेंसर सर्किट में देखते हैं । प्रत्येक वोल्टेज स्टेप की स्थिरता आपके द्वारा चुने गए प्रतिरोधकों के मानों पर निर्भर करती है।
सुझाव: अपनी सीढ़ी में सम वोल्टेज चरणों के लिए समान मूल्य के प्रतिरोधकों का उपयोग करें।
नोड गणना
आप वोल्टेज लैडर में प्रत्येक नोड पर वोल्टेज का पता लगाने के लिए सरल गणित का उपयोग कर सकते हैं। प्रतिरोधकों की कुल संख्या गिनकर शुरुआत करें। यदि आप समान मान वाले प्रतिरोधकों का उपयोग करते हैं, तो प्रत्येक नोड पर वोल्टेज समान रूप से गिरता है। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास चार प्रतिरोधक और 12-वोल्ट का स्रोत है, तो प्रत्येक चरण में 3 वोल्ट गिरता है।
नोड वोल्टेज की गणना करने का एक त्वरित तरीका यहां दिया गया है:
कुल प्रतिरोधकों की संख्या (N) गिनें।
प्रति प्रतिरोधक वोल्टेज ड्रॉप प्राप्त करने के लिए कुल वोल्टेज को N से विभाजित करें।
जमीन से अपने नोड तक के चरणों की संख्या से ड्रॉप को गुणा करें।
यहां 12-वोल्ट स्रोत वाली चार-चरणीय सीढ़ी की तालिका दी गई है:
आसंधि | वोल्ट (वी) |
|---|---|
0 | 0 |
1 | 3 |
2 | 6 |
3 | 9 |
4 | 12 |
आप इस विधि का उपयोग किसी भी वोल्टेज लैडर के लिए कर सकते हैं। यह आपको प्रत्येक नोड पर स्थिर वोल्टेज स्तर वाले सर्किट डिजाइन करने में मदद करता है। वोल्टेज डिवाइडर सर्किट की जटिलताएं तब स्पष्ट हो जाती हैं जब आप देखते हैं कि प्रत्येक चरण आपके सर्किट की स्थिरता और आउटपुट को कैसे प्रभावित करता है।
आपने सीखा है कि वोल्टेज डिवाइडर सर्किट अलग-अलग वोल्टेज कैसे बनाते हैं। आपने वोल्टेज और करंट ज्ञात करने के लिए गणित का उपयोग करना भी सीखा है। सही रेसिस्टर मान चुनने से वोल्टेज स्थिर रखने में मदद मिलती है। इससे आपका सर्किट बेहतर काम करता है। अपना खुद का वोल्टेज डिवाइडर या वोल्टेज लैडर बनाने का प्रयास करें।
क्या होता है यह देखने के लिए विभिन्न प्रतिरोधक मानों का उपयोग करें।
अपने सर्किट में प्रत्येक स्थान पर वोल्टेज की जांच करें।
यदि आप अधिक जानना चाहते हैं, तो ऑनलाइन सर्किट सिमुलेटर या हैंड्स-ऑन किट का उपयोग करें।
सामान्य प्रश्न
वोल्टेज डिवाइडर क्या है और इसका उपयोग क्यों किया जाता है?
वोल्टेज डिवाइडर वोल्टेज को छोटे-छोटे हिस्सों में बांटता है। इसका उपयोग उन उपकरणों को चलाने के लिए किया जाता है जिन्हें कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है । यह सेंसर या माइक्रोकंट्रोलर के लिए अलग-अलग वोल्टेज बनाने में मदद करता है।
आप वोल्टेज विभाजक के लिए प्रतिरोधक मान कैसे चुनते हैं?
अपनी इच्छित वोल्टेज प्राप्त करने के लिए प्रतिरोधक मान चुनें। वोल्टेज विभाजक समीकरण का उपयोग करके अपनी सहायता करें। सही वोल्टेज प्राप्त होने तक विभिन्न प्रतिरोधक युग्मों का प्रयोग करके देखें। इस तरह, आप अपने प्रोजेक्ट के लिए वोल्टेज निर्धारित कर सकते हैं।
क्या वोल्टेज डिवाइडर भारी भार को शक्ति प्रदान कर सकता है?
भारी लोड के लिए वोल्टेज डिवाइडर का इस्तेमाल न करें। अगर लोड बहुत ज़्यादा करंट इस्तेमाल करता है, तो आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है। हमेशा लोड की जाँच करें और 10% नियम का पालन करें। इससे आपका वोल्टेज डिवाइडर अच्छी तरह काम करता रहेगा।
जब आप किसी डिवाइस को वोल्टेज डिवाइडर से जोड़ते हैं तो आउटपुट क्यों बदल जाता है?
किसी उपकरण को जोड़ने से परिपथ में एक और प्रतिरोधक जुड़ जाता है। इससे कुल प्रतिरोध और आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन होता है। वोल्टेज ड्रॉप अनुपात आपको यह अनुमान लगाने में मदद करते हैं कि विभिन्न भारों पर क्या होगा।
वास्तविक जीवन में आप वोल्टेज विभाजक सर्किट कहां देखते हैं?
आपको सेंसर सर्किट और ऑडियो कंट्रोल में वोल्टेज डिवाइडर सर्किट देखने को मिलते हैं। ये माइक्रोकंट्रोलर इनपुट में भी होते हैं। ये सर्किट प्रत्येक भाग के लिए सही वोल्टेज प्राप्त करने में आपकी मदद करते हैं। आप कई इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं में वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करते हैं।
