Kigawanyiko cha voltage kinakusaidia kuvunja voltage moja katika vipande vidogo na vipinga. Unaweza kutumia mizunguko ya kugawanya voltage kupata voltages tofauti kutoka kwa chanzo kimoja cha nguvu. Fikiria juu ya vipinga viwili vilivyounganishwa kwenye mstari. Ukiangalia voltage juu ya kupinga moja, unapata tu sehemu ya voltage nzima. Usanidi huu rahisi hukuruhusu kutoa nguvu kwa vitambuzi au vifaa vingine vya elektroniki vinavyohitaji voltage ya chini.
Mizunguko ya Kigawanyiko cha Voltage
Ufafanuzi
Mizunguko ya kugawanya voltage husaidia kugawanya voltage katika viwango vidogo. Mizunguko hii tumia resistors kutengeneza voltages tofauti kutoka kwa chanzo kimoja cha nguvu. Unaunganisha vipinga kwa safu ili kujenga mzunguko. Voltage hupungua kwa kila kontakt. Unaweza kuangalia voltage katika maeneo tofauti katika mzunguko. Kwa njia hii, unapata voltage inayohitajika kwa sensorer au vifaa vingine vya elektroniki.
Kazi ya kimsingi
Mizunguko ya kugawanya voltage inashiriki jumla ya voltage kati ya vipingamizi. Unaweka vipinga kwenye mstari, au mfululizo. Voltage hugawanyika kulingana na thamani ya kila kupinga. Ili kupata voltage ya chini, pima kontakt moja tu. Unaweza kubadilisha voltage ya pato kwa kuchagua maadili tofauti ya kupinga. Hii hufanya mizunguko ya kigawanyaji cha voltage kusaidia miradi mingi ya kielektroniki.
Kidokezo: Mizunguko ya kigawanyaji cha voltage inaweza kuwasha vitu vinavyohitaji volteji kidogo kuliko nguvu yako kuu.
Mfano Rahisi
Hapa kuna mfano rahisi. Una betri ambayo inatoa 9 volts. Unataka volt 3 tu kwa kihisi. Unaweza kutumia vipinga viwili kutengeneza mzunguko wa mgawanyiko wa voltage. Ikiwa resistors zote mbili ni sawa, voltage inagawanyika sawasawa. Kila resistor hupata 4.5 volts. Ikiwa resistor moja ni kubwa, inapata voltage zaidi.
Hapa kuna mchoro rahisi:
[Battery]---[R1]---[R2]---[Ground]
| |
Vout 0V
R1 na R2 zote ni vipingamizi.
Vout ni voltage unayoangalia kwenye R2.
Voltage ya betri hugawanyika kati ya R1 na R2.
Unaweza kutumia mzunguko huu kupata voltage unayotaka. Jaribu kutumia viwango tofauti vya kupinga ili kuona jinsi voltage inavyobadilika. Mizunguko ya kigawanyaji cha voltage hukuruhusu kudhibiti volteji katika miradi yako.
Kushuka kwa Voltage na Hesabu
Sheria ya Ohm
Unaweza kutumia sheria ya ohm kuelewa jinsi kushuka kwa voltage hufanyika katika mzunguko wa kigawanyiko cha voltage. Sheria ya Ohm inasema kwamba voltage ni sawa na upinzani wa nyakati za sasa. Ikiwa una kupinga katika mzunguko, kushuka kwa voltage juu yake inategemea sasa na thamani ya kupinga. Unaweza kuandika equation kama hii:
V = I × R
Ikiwa unajua voltage ya pembejeo na maadili ya kupinga, unaweza kupata mkondo. Ya sasa inakaa sawa kupitia kila kupinga katika mzunguko wa mfululizo. Unaweza kutumia sheria ya ohm kupata uwiano wa kushuka kwa voltage kwa kila kontakt.
Kumbuka: Sheria ya Ohm inakusaidia kutabiri ni voltage ngapi kila kontakt itapata kwenye kigawanyiko chako cha voltage.
Sheria ya Kirchoff
Sheria ya voltage ya Kirchoff inakusaidia kuona jinsi voltage inavyogawanyika katika mzunguko. Sheria hii inasema kwamba jumla ya voltage karibu na kitanzi kilichofungwa ni sawa na sifuri. Ikiwa unaongeza matone yote ya voltage katika mzunguko wa mfululizo, wao ni sawa na voltage ya pembejeo. Unaweza kutumia sheria ya voltage ya kirchoff kuangalia kazi yako unapounda kigawanyiko cha voltage.
Kwa mfano, ikiwa una vipinga viwili katika mzunguko na voltage ya pembejeo, jumla ya kushuka kwa voltage kwenye kila kupinga ni sawa na voltage ya pembejeo. Hii hukusaidia kuhakikisha milinganyo yako ya kigawanyaji cha voltage ni sahihi.
Usawa muhimu
Unahitaji kutumia equation sahihi ili kupata voltage ya pato katika mgawanyiko wa voltage. Equation ya msingi ya kigawanyiko rahisi cha voltage ya vizuizi viwili inaonekana kama hii:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))
Vin ni voltage ya pembejeo.
Vout ni voltage ya pato.
R1 ndio upinzani wa kwanza.
R2 ni upinzani wa pili.
Equation hii inaonyesha jinsi uwiano wa kushuka kwa voltage hutegemea maadili ya kupinga. Unaweza kubadilisha pato kwa kuchagua vipinga tofauti. Ikiwa unataka kupata sasa kwenye mzunguko, tumia equation hii:
I = Vin / (R1 + R2)
Unaweza kutumia hesabu hizi kuunda mzunguko wako wa kigawanyaji cha voltage.
ishara | Maana |
|---|---|
Vin | pembejeo voltage |
Kelele | pato voltage |
R1 | Kipinzani cha kwanza |
R2 | Kipinzani cha pili |
I | Sasa |
Mfano wa Hesabu
Hebu jaribu sampuli tatizo. Unataka kupata voltage ya pato ya volts 3 kutoka kwa voltage ya pembejeo ya volts 5. Unatumia vipinga viwili kwenye mzunguko wako. R1 ni 2 kΩ. R2 ni 3 kΩ.
Andika equation ya kigawanyiko cha voltage:
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))Chomeka maadili:
Vout = 5 × (3 / (2 + 3)) Vout = 5 × (3 / 5) Vout = 5 × 0.6 Vout = 3 volts
Unapata voltage ya pato la 3 volts. Uwiano wa kushuka kwa voltage kwa R1 na R2 ni 2:3. Kushuka kwa voltage kwenye R1 ni 2 volts. Kushuka kwa voltage kwenye R2 ni 3 volts. Jumla ya kushuka kwa voltage ni sawa na voltage ya pembejeo.
Unaweza pia kupata sasa katika mzunguko:
I = Vin / (R1 + R2)
I = 5 / (2 + 3)
I = 5 / 5
I = 1 mA
Kidokezo: Daima hakikisha kwamba jumla ya kushuka kwa volti kwenye kila kipingamizi ni sawa na volti ya ingizo. Hii huweka mzunguko wako salama na kufanya kazi.
Unaweza kutumia milinganyo hii kuunda saketi za kigawanyaji cha volteji kwa vitambuzi, LED au vifaa vingine vya kielektroniki. Jaribu kubadilisha maadili ya kupinga ili kuona jinsi voltage ya pato inavyobadilika. Utaona jinsi uwiano wa kushuka kwa voltage huathiri pato.
Matumizi ya Vitendo ya Vigawanyiko vya Voltage
10% Sheria
Unapofanya kazi na nyaya za kugawanya voltage, unahitaji kufikiri juu ya utawala wa 10%. Sheria hii inakusaidia kuhakikisha yako mzunguko kubuni inakupa voltage unayotaka. Sheria ya 10% inasema kwamba mzigo uliounganishwa na kigawanyiko chako cha voltage unapaswa kuchora chini ya 10% ya sasa ambayo inapita kupitia kigawanyiko. Ukifuata sheria hii, unaweka voltage ya pato thabiti. Unaepuka mabadiliko makubwa katika voltage unapounganisha kifaa.
Kidokezo: Daima angalia uwiano wa sasa kati ya mzigo wako na kigawanyaji. Hii huweka voltage yako kuwa sahihi.
Athari za Mzigo
Athari za kupakia hutokea unapounganisha kifaa kwenye kigawanyaji cha voltage yako. Kifaa hufanya kama kipingamizi kingine kwenye mzunguko. Kipinga hiki cha ziada kinabadilisha upinzani wa jumla na uwiano wa voltage. Ikiwa mzigo huchota sasa sana, voltage ya pato hupungua. Unaona tatizo hili katika miradi mingi ya kubuni mzunguko. Ili kuepuka athari za upakiaji, unahitaji chagua maadili ya kupinga ambayo huweka voltage karibu na lengo lako.
Hapa kuna jedwali la haraka kuonyesha jinsi athari za upakiaji hubadilisha pato:
Upinzani wa Mzigo | pato Voltage | Mabadiliko ya Uwiano |
|---|---|---|
High | Inabaki thabiti | ndogo |
Chini | Matone | Kubwa |
Mfano wa Kubuni
Wacha tuangalie mfano wa muundo unaotumia sheria ya 10%. Unataka kupata volt 5 kutoka kwa chanzo cha 12-volt kwa sensor. Kihisi chako kinahitaji mA 1. Unaanza muundo wako wa mzunguko kwa kuchagua mkondo wa kigawanyaji. Ikiwa unataka mgawanyiko wa sasa uwe angalau 10 mA, uwiano wa sasa wa mzigo kwa sasa wa mgawanyiko ni 1:10. Unatumia equation ya kigawanyiko cha voltage kupata maadili ya kupinga. Unaangalia voltage na kihisi chako kimeunganishwa. Ikiwa voltage inakaa karibu na volts 5, muundo wako hufanya kazi. Ikiwa sivyo, unarekebisha maadili ya kupinga na kurudia mchakato.
Kumbuka: Muundo mzuri wa mzunguko daima hukagua athari za upakiaji na hutumia uwiano sahihi wa voltage thabiti.
Unaweza kuona matumizi ya vitendo ya vigawanyiko vya voltage katika saketi za vitambuzi, vidhibiti vya sauti na vidhibiti vidogo vidogo. Unapofuata sheria ya 10%, unafanya mzunguko wako wa kugawanya voltage kuwa wa kuaminika zaidi. Unatumia uwiano sahihi na hatua za kubuni ili kuweka volteji yako thabiti katika miradi ya ulimwengu halisi.
Ugumu wa Mizunguko ya Kigawanyiko cha Voltage
Ngazi ya Voltage
Unaweza kujenga ngazi ya voltage kwa kuunganisha vipinga kadhaa mfululizo. Muundo huu unaonekana kama safu za ngazi. Kila kupinga hufanya kama hatua. Unaunganisha mwisho mmoja wa ngazi kwenye chanzo cha voltage na mwisho mwingine chini. Voltage hupungua kidogo kwa kila hatua. Usanidi huu hukusaidia kupata viwango vingi tofauti vya voltage kutoka kwa chanzo kimoja.
Ngazi ya voltage inakupa zaidi ya voltages mbili tu. Unaweza kugonga mzunguko katika kila nodi kati ya vipingamizi. Kila bomba hukupa voltage tofauti. Hii inafanya ngazi ya voltage kuwa muhimu katika miradi mingi. Mara nyingi unaona hii katika vibadilishaji vya analog-to-digital au nyaya za sensor. Utulivu wa kila hatua ya voltage inategemea maadili ya kupinga unayochagua.
Kidokezo: Tumia vipingamizi vya thamani sawa kwa hatua hata za voltage kwenye ngazi yako.
Uhesabuji wa Nodi
Unaweza kupata voltage kwenye kila nodi kwenye ngazi ya voltage kwa kutumia hesabu rahisi. Anza kwa kuhesabu jumla ya idadi ya wapinzani. Ikiwa unatumia vipinga vya thamani sawa, voltage inashuka sawasawa katika kila node. Kwa mfano, ikiwa una vipinga vinne na chanzo cha 12-volt, kila hatua hupungua 3 volts.
Hapa kuna njia ya haraka ya kuhesabu voltages za nodi:
Hesabu jumla ya idadi ya vipingamizi (N).
Gawanya jumla ya voltage na N ili kupata kushuka kwa voltage kwa kila kontakt.
Zidisha kushuka kwa idadi ya hatua kutoka ardhini hadi nodi yako.
Hapa kuna jedwali la ngazi ya hatua nne na chanzo cha volt 12:
Node | Voltage (V) |
|---|---|
0 | 0 |
1 | 3 |
2 | 6 |
3 | 9 |
4 | 12 |
Unaweza kutumia njia hii kwa ngazi yoyote ya voltage. Hii hukusaidia kubuni mizunguko yenye viwango thabiti vya voltage katika kila nodi. Ugumu wa nyaya za kugawanya voltage kuwa wazi unapoona jinsi kila hatua inavyoathiri uthabiti na matokeo ya mzunguko wako.
Umejifunza jinsi mizunguko ya mgawanyiko wa voltage hufanya voltages tofauti. Ulijifunza pia kutumia hesabu kupata voltage na ya sasa. Kuchukua maadili sahihi ya kupinga husaidia kuweka voltage thabiti. Hii inafanya mzunguko wako kufanya kazi vizuri. Jaribu kutengeneza kigawanyiko chako cha voltage au ngazi ya voltage.
Tumia thamani tofauti za kupinga ili kuona kinachotokea.
Angalia voltage katika kila sehemu kwenye mzunguko wako.
Ikiwa ungependa kujifunza zaidi, jaribu viigaji vya mzunguko mtandaoni au vifaa vya kuwekea mikono.
Maswali
Kigawanyiko cha voltage ni nini na kwa nini unatumia?
Kigawanyiko cha voltage hugawanya voltage katika sehemu ndogo. Unaitumia vitu vya nguvu ambavyo vinahitaji voltage kidogo. Inakusaidia kufanya voltages tofauti kwa sensorer au microcontrollers.
Unachaguaje maadili ya kupinga kwa kigawanyaji cha voltage?
Chagua maadili ya kupinga ili kupata voltage unayotaka. Tumia mlinganyo wa kigawanyaji cha voltage kukusaidia. Jaribu jozi tofauti za kupinga hadi upate voltage inayofaa. Kwa njia hii, unaweza kuweka voltage kwa mradi wako.
Je, kigawanyaji cha voltage kinaweza kubeba mizigo mizito?
Usitumie mgawanyiko wa voltage kwa mizigo nzito. Voltage ya pato hupungua ikiwa mzigo unatumia sasa nyingi. Daima angalia mzigo na ufuate utawala wa 10%. Hii huweka kigawanyiko chako cha voltage kufanya kazi vizuri.
Kwa nini pato linabadilika unapounganisha kifaa kwenye mgawanyiko wa voltage?
Kuunganisha kifaa huongeza upinzani mwingine kwenye mzunguko. Hii inabadilisha upinzani wa jumla na voltage ya pato. Uwiano wa kushuka kwa voltage hukusaidia nadhani nini kitatokea na mizigo tofauti.
Je, unaona wapi mizunguko ya kugawanya voltage katika maisha halisi?
Unaona mizunguko ya kugawanya voltage katika mizunguko ya sensorer na vidhibiti vya sauti. Pia ziko katika pembejeo za microcontroller. Mizunguko hii hukusaidia kupata voltage inayofaa kwa kila sehemu. Unatumia vigawanyaji vya voltage katika miradi mingi ya kielektroniki.
