Një ndarës tensioni ju ndihmon të ndani një tension në copa më të vogla me rezistorë. Mund të përdorni qarqe ndarëse tensioni për të marrë tensione të ndryshme nga një burim energjie. Mendoni për dy rezistorë të lidhur në një linjë. Nëse kontrolloni tensionin mbi një rezistencë, merrni vetëm një pjesë të të gjithë tensionit. Ky konfigurim i lehtë ju lejon t'u jepni energji sensorëve ose pajisjeve të tjera elektronike që kanë nevojë për tension më të ulët.
Qarqet e Ndarësit të Tensionit
Përcaktim
Qarqet ndarëse të tensionit ndihmojnë në ndarjen e tensionit në sasi më të vogla. Këto qarqe përdorni rezistorë për të krijuar tensione të ndryshme nga një burim energjie. Ju lidhni rezistorët në një rresht për të ndërtuar qarkun. Tensioni bie në secilin rezistencë. Ju mund ta kontrolloni tensionin në pika të ndryshme në qark. Në këtë mënyrë, ju merrni tensionin e nevojshëm për sensorët ose elektronikën tjetër.
Funksioni themelor
Qarqet ndarëse të tensionit ndajnë tensionin total midis rezistorëve. Ju i vendosni rezistorët në një vijë ose seri. Tensioni ndahet në varësi të vlerës së secilit rezistencë. Për të marrë një tension më të ulët, matni vetëm në një rezistencë. Ju mund ta ndryshoni tensionin e daljes duke zgjedhur vlera të ndryshme të rezistencës. Kjo i bën qarqet ndarëse të tensionit të dobishme për shumë projekte elektronike.
Këshillë: Qarqet ndarëse të tensionit mund të furnizojnë me energji gjëra që kanë nevojë për më pak tension sesa energjia juaj kryesore.
Shembull i thjeshtë
Ja një shembull i lehtë. Keni një bateri që jep 9 volt. Ju duhen vetëm 3 volt për një sensor. Mund të përdorni dy rezistorë për të krijuar një qark ndarës tensioni. Nëse të dy rezistorët janë të njëjtë, tensioni ndahet në mënyrë të barabartë. Çdo rezistencë merr 4.5 volt. Nëse një rezistencë është më e madhe, merr më shumë tension.
Ja një diagram i thjeshtë:
[Battery]---[R1]---[R2]---[Ground]
| |
Vout 0V
R1 dhe R2 janë të dy rezistorë.
Vout është tensioni që kontrolloni në R2.
Tensioni i baterisë ndahet midis R1 dhe R2.
Mund ta përdorni këtë qark për të marrë tensionin që dëshironi. Provoni të përdorni vlera të ndryshme të rezistencës për të parë se si ndryshon tensioni. Qarqet ndarëse të tensionit ju lejojnë të kontrolloni tensionin në projektet tuaja.
Rënia e tensionit dhe llogaritja
Ligji i Ohmit
Mund të përdorni ligjin e Ohmit për të kuptuar se si ndodh rënia e tensionit në një qark ndarës tensioni. Ligji i Ohmit thotë se tensioni është i barabartë me rrymën shumëzuar me rezistencën. Nëse keni një rezistencë në një qark, rënia e tensionit në të varet nga rryma dhe vlera e rezistencës. Mund ta shkruani ekuacionin si më poshtë:
V = I × R
Nëse e dini tensionin e hyrjes dhe vlerat e rezistencës, mund ta gjeni rrymën. Rryma mbetet e njëjtë nëpër secilin rezistencë në një qark seri. Mund të përdorni ligjin e Ohmit për të gjetur raportet e rënies së tensionit për secilin rezistencë.
Shënim: Ligji i Ohmit ju ndihmon të parashikoni se sa tension do të marrë secili rezistencë në ndarësin e tensionit.
Ligji i Kirchoff-it
Ligji i tensionit i Kirchoff-it ju ndihmon të shihni se si ndahet tensioni në një qark. Ky ligj thotë se tensioni total rreth një qarku të mbyllur është i barabartë me zero. Nëse i mbledhni të gjitha rëniet e tensionit në një qark seri, ato janë të barabarta me tensionin e hyrjes. Mund të përdorni ligjin e tensionit të Kirchoff-it për të kontrolluar punën tuaj kur ndërtoni një ndarës tensioni.
Për shembull, nëse keni dy rezistorë në një qark dhe një tension hyrës, shuma e rënies së tensionit në secilin rezistencë është e barabartë me tensionin hyrës. Kjo ju ndihmon të siguroheni që ekuacionet e ndarësit të tensionit janë të sakta.
Ekuacionet kryesore
Duhet të përdorni ekuacionin e duhur për të gjetur tensionin e daljes në një ndarës tensioni. Ekuacioni kryesor për një ndarës tensioni të thjeshtë me dy rezistorë duket kështu:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))
Vin është tensioni i hyrjes.
Vout është tensioni i daljes.
R1 është rezistori i parë.
R2 është rezistori i dytë.
Ky ekuacion tregon se si raportet e rënies së tensionit varet nga vlerat e rezistorëve. Mund ta ndryshoni daljen duke zgjedhur rezistorë të ndryshëm. Nëse doni të gjeni rrymën në qark, përdorni këtë ekuacion:
I = Vin / (R1 + R2)
Ju mund t'i përdorni këto ekuacione për të projektuar qarkun tuaj të ndarësit të tensionit.
simbol | Kuptim |
|---|---|
Vin | Tensioni hyrës |
vout | tensionit të prodhimit |
R1 | Rezistenca e parë |
R2 | Rezistenca e dytë |
I | Aktual |
Mostra Llogaritja
Le të provojmë një problem shembull. Ju doni të merrni një tension dalës prej 3 voltësh nga një tension hyrës prej 5 voltësh. Ju përdorni dy rezistorë në qarkun tuaj. R1 është 2 kΩ. R2 është 3 kΩ.
Shkruani ekuacionin e ndarësit të tensionit:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))Futni vlerat:
Vout = 5 × (3 / (2 + 3)) Vout = 5 × (3 / 5) Vout = 5 × 0.6 Vout = 3 volts
Ju merrni një tension dalës prej 3 voltësh. Raportet e rënies së tensionit për R1 dhe R2 janë 2:3. Rënia e tensionit në R1 është 2 volt. Rënia e tensionit në R2 është 3 volt. Rënia totale e tensionit është e barabartë me tensionin e hyrjes.
Gjithashtu mund të gjeni rrymën në qark:
I = Vin / (R1 + R2)
I = 5 / (2 + 3)
I = 5 / 5
I = 1 mA
Këshillë: Kontrolloni gjithmonë që shuma e rënies së tensionit në secilin rezistencë të jetë e barabartë me tensionin e hyrjes. Kjo e mban qarkun tuaj të sigurt dhe funksional.
Mund t’i përdorni këto ekuacione për të projektuar qarqe ndarëse tensioni për sensorë, LED ose pajisje të tjera elektronike. Provoni të ndryshoni vlerat e rezistorëve për të parë se si ndryshon tensioni i daljes. Do të shihni se si raportet e rënies së tensionit ndikojnë në dalje.
Përdorimet praktike të ndarësve të tensionit
Rregullat 10%.
Kur punoni me qarqe ndarëse tensioni, duhet të mendoni për rregullin 10%. Ky rregull ju ndihmon të siguroheni që dizajn qark ju jep tensionin që dëshironi. Rregulli 10% thotë se ngarkesa e lidhur me ndarësin tuaj të tensionit duhet të tërheqë më pak se 10% të rrymës që rrjedh përmes ndarësit. Nëse e ndiqni këtë rregull, e mbani tensionin e daljes të qëndrueshëm. Shmangni ndryshime të mëdha në tension kur lidhni një pajisje.
Këshillë: Kontrolloni gjithmonë raportin e rrymës midis ngarkesës dhe ndarësit. Kjo e mban tensionin të saktë.
Efektet e Ngarkesës
Efektet e ngarkesës ndodhin kur lidhni një pajisje me ndarësin e tensionit. Pajisja vepron si një rezistencë tjetër në qark. Ky rezistencë shtesë ndryshon rezistencën totale dhe raportin e tensionit. Nëse ngarkesa tërheq shumë rrymë, tensioni i daljes bie. E shihni këtë problem në shumë projekte të projektimit të qarqeve. Për të shmangur efektet e ngarkesës, duhet të zgjidhni vlerat e rezistencës që e mbajnë tensionin afër objektivit tuaj.
Ja një tabelë e shpejtë për të treguar se si efektet e ngarkimit ndryshojnë rezultatin:
Rezistenca e ngarkesës | Tensioni prodhimit | Ndryshimi i raportit |
|---|---|---|
i lartë | Qëndron i qëndrueshëm | i vogël |
ulët | Drops | I madh |
Shembull i dizajnit
Le të shohim një shembull dizajni që përdor rregullin 10%. Ju dëshironi të merrni 5 volt nga një burim 12 volt për një sensor. Sensori juaj ka nevojë për 1 mA. Ju filloni dizajnin e qarkut tuaj duke zgjedhur një rrymë për ndarësin. Nëse dëshironi që rryma e ndarësit të jetë të paktën 10 mA, raporti i rrymës së ngarkesës me rrymën e ndarësit është 1:10. Ju përdorni ekuacionin e ndarësit të tensionit për të gjetur vlerat e rezistorit. Ju kontrolloni tensionin me sensorin tuaj të lidhur. Nëse voltazhi qëndron afër 5 volt, dizajni juaj funksionon. Nëse jo, ju rregulloni vlerat e rezistorit dhe përsëritni procesin.
Mbani mend: Projektimi i mirë i qarkut gjithmonë kontrollon efektet e ngarkesës dhe përdor raportin e duhur për tension të qëndrueshëm.
Ju shikoni përdorimet praktike të ndarësve të tensionit në qarqet e sensorëve, kontrollet audio dhe hyrjet e mikrokontrolluesit. Kur ndiqni rregullin 10%, e bëni qarkun tuaj të ndarësit të tensionit më të besueshëm. Ju përdorni raportin dhe hapat e duhur të projektimit për të mbajtur tensionin tuaj të qëndrueshëm në projektet e botës reale.
Komplikimet e qarqeve të ndarësve të tensionit
Shkallë tensioni
Mund të ndërtoni një shkallë tensioni duke lidhur disa rezistorë në një rresht. Kjo strukturë duket si shkallët e një shkalle. Çdo rezistencë vepron si një shkallë. Ju lidhni njërën anë të shkallës me një burim tensioni dhe anën tjetër me tokën. Tensioni bie pak në çdo shkallë. Ky konfigurim ju ndihmon të merrni shumë nivele të ndryshme tensioni nga një burim.
Një shkallë tensioni ju jep më shumë sesa vetëm dy tensione. Mund të lidheni me qarkun në secilën nyje midis rezistorëve. Çdo lidhje ju jep një tension të ndryshëm. Kjo e bën shkallën e tensionit të dobishme në shumë projekte. Shpesh e shihni këtë në konvertuesit analog-dixhital ose qarqet e sensorëveStabiliteti i çdo hapi të tensionit varet nga vlerat e rezistencës që zgjidhni.
Këshillë: Përdorni rezistorë me vlerë të barabartë për hapa të barabartë tensioni në shkallën tuaj.
Llogaritja e nyjeve
Mund ta gjesh tensionin në secilën nyje në një shkallë tensioni duke përdorur llogaritje të thjeshta. Fillo duke numëruar numrin total të rezistorëve. Nëse përdor rezistorë me vlerë të barabartë, tensioni bie në mënyrë të barabartë në secilën nyje. Për shembull, nëse ke katër rezistorë dhe një burim 12 volt, çdo hap bie 3 volt.
Ja një mënyrë e shpejtë për të llogaritur tensionet e nyjeve:
Numëroni numrin total të rezistorëve (N).
Pjesëtoni tensionin total me N për të gjetur rënien e tensionit për rezistencë.
Shumëzoni rënien me numrin e hapave nga toka në nyjën tuaj.
Ja një tabelë për një shkallë me katër shkallë me një burim 12 volt:
Nyjë | Tensioni (V) |
|---|---|
0 | 0 |
1 | 3 |
2 | 6 |
3 | 9 |
4 | 12 |
Mund ta përdorni këtë metodë për çdo shkallë tensioni. Kjo ju ndihmon të projektoni qarqe me nivele të qëndrueshme tensioni në secilën nyje. Ndërlikimet e qarqet ndarëse të tensionit bëhet e qartë kur shihni se si çdo hap ndikon në stabilitetin dhe daljen e qarkut tuaj.
Ke mësuar se si qarqet ndarëse të tensionit krijojnë tensione të ndryshme. Gjithashtu ke mësuar të përdorësh matematikën për të gjetur tensionin dhe rrymën. Zgjedhja e vlerave të duhura të rezistorëve ndihmon në mbajtjen e tensionit të qëndrueshëm. Kjo e bën qarkun tënd të funksionojë më mirë. Mundohu të ndërtosh ndarësin tënd të tensionit ose shkallën e tensionit.
Përdorni vlera të ndryshme të rezistorëve për të parë se çfarë ndodh.
Kontrolloni tensionin në çdo pikë të qarkut tuaj.
Nëse doni të mësoni më shumë, provoni simulatorët e qarkut në internet ose kompletet praktike.
FAQ
Çfarë është një ndarës tensioni dhe pse përdoret?
Një ndarës tensioni e ndan tensionin në pjesë më të vogla. Ju e përdorni atë për të furnizoni me energji gjërat që kanë nevojë për më pak tensionJu ndihmon të krijoni tensione të ndryshme për sensorë ose mikrokontrollues.
Si i zgjidhni vlerat e rezistencës për një ndarës tensioni?
Zgjidhni vlerat e rezistorëve për të marrë tensionin që dëshironi. Përdorni ekuacionin e ndarësit të tensionit për t'ju ndihmuar. Provoni çifte të ndryshme rezistorësh derisa të merrni tensionin e duhur. Në këtë mënyrë, mund të vendosni tensionin për projektin tuaj.
A mund të furnizojë me energji ngarkesa të rënda një ndarës tensioni?
Mos përdorni ndarës tensioni për ngarkesa të rënda. Tensioni i daljes bie nëse ngarkesa përdor shumë rrymë. Kontrolloni gjithmonë ngarkesën dhe ndiqni rregullin 10%. Kjo e mban ndarësin e tensionit në punë të mirë.
Pse ndryshon dalja kur lidhni një pajisje me një ndarës tensioni?
Lidhja e një pajisjeje shton një rezistencë tjetër në qark. Kjo ndryshon rezistencën totale dhe tensionin e daljes. Raportet e rënies së tensionit ju ndihmojnë të hamendësoni se çfarë do të ndodhë me ngarkesa të ndryshme.
Ku i shihni qarqet ndarëse të tensionit në jetën reale?
Ju shihni qarqet e ndarësit të tensionit në qarqet e sensorëve dhe kontrollet audio. Ato janë gjithashtu në hyrjet e mikrokontrolluesit. Këto qarqe ju ndihmojnë të merrni tensionin e duhur për secilën pjesë. Ndarësit e tensionit përdoren në shumë projekte elektronike.
