Feszültségosztó

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2016. július 1-jén felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .

Feszültségosztó - olyan eszköz, amelyben a bemeneti és a kimeneti feszültség átviteli együtthatóval van összekötve : . [egy] $U_{in}$ $U_{out}$ $0 \leqslant a \leqslant 1$ $U_{out}=a\cdot U_{in}$

A feszültségosztó az áramkör két egymást követő szakaszaként, úgynevezett vállként ábrázolható, amelyeken a feszültségek összege megegyezik a bemeneti feszültséggel. A nullapotenciál és a felezőpont közötti vállát alsónak ( az osztó kimeneti feszültségét általában eltávolítják róla), a másikat pedig felsőnek [2] . Léteznek lineáris és nemlineáris feszültségosztók. Lineáris esetén a kimeneti feszültség lineárisan változik a bemenettől függően. Az ilyen osztók potenciálok és üzemi feszültségek beállítására szolgálnak az elektronikus áramkörök különböző pontjain. A nemlineáris osztóknál a kimeneti feszültség nem lineárisan függ az együtthatótól. A funkcionális potenciométerekben nemlineáris feszültségosztókat használnak . [1] Az ellenállás lehet aktív és reaktív , valamint teljesen nemlineáris, mint például egy parametrikus feszültségstabilizátorban . $a$

Ellenállásos feszültségosztó

A legegyszerűbb ellenállásos feszültségosztó két sorba kapcsolt és egy feszültségforráshoz csatlakoztatott ellenállásból áll . Mivel az ellenállások sorba vannak kötve, a rajtuk áthaladó áram azonos lesz Kirchhoff első szabálya szerint . Az Ohm törvénye szerint az egyes ellenállásokon a feszültségesés arányos lesz az ellenállással (az áramerősség, mint korábban megállapítottuk, ugyanaz): $R_{1}$ $R_{2}$ $U$

$\U=IR$ .

Minden ellenállásunkhoz: A kifejezések hozzáadásával kapjuk:
$\left\{{\begin{array}{ll}U_{1}=IR_{1}\\U_{2}=IR_{2}.\end{array}}\right.$

$U_{1}+U_{2}=I(R_{1}+R_{2}).$

További:

$I={\frac {U_{1}+U_{2}}{R_{1}+R_{2}}}={\frac {U}{R_{1}+R_{2}}} .$

Ezért:

$\left\{{\begin{array}{ll}U_{1}=IR_{1}=U{\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}}\\ U_{2}=IR_{2}=U{\frac {R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}.\end{array}}\right.$

Megjegyzendő, hogy a feszültségosztó terhelési ellenállásának sokkal nagyobbnak kell lennie, mint az osztó saját ellenállása, így a számításoknál ez a párhuzamosan kapcsolt ellenállás figyelmen kívül hagyható. A konkrét ellenállásértékek gyakorlati kiválasztásához általában elegendő a következő algoritmus követése : $R_{2}$

1. Határozza meg a leválasztott terhelés mellett működő osztó áramértékét. Ennek az áramnak lényegesen nagyobbnak kell lennie, mint a terhelés által felvett áram (általában 10-szeres túllépés is elfogadott), azonban a megadott áramerősség nem okozhat túlzott terhelést a feszültségforráson . $U$

2. Az áram nagysága alapján Ohm törvénye szerint a teljes ellenállás értékét meghatározzuk . $R=R_1+R_2$

3. Válassza ki a specifikus ellenállásértékeket a standard tartományból , amelyek értékaránya közel van a szükséges feszültségarányhoz, és az értékek összege közel van a számított ellenálláshoz . $R$

A valós osztó kiszámításakor figyelembe kell venni az ellenállás hőmérsékleti együtthatóját , a névleges ellenállási értékek tűrését , a bemeneti feszültségváltozások tartományát és az osztó terhelési tulajdonságainak lehetséges változásait, valamint a maximális disszipált teljesítményt. az ellenállások - meg kell haladnia a számukra kijelölt teljesítményt.

Alkalmazás

A feszültségosztó elengedhetetlen az áramkör tervezésében. Reaktív feszültségosztóként példaként említhetjük a legegyszerűbb elektromos szűrőt , és mint nemlineáris- paraméteres feszültségstabilizátort .

A feszültségosztókat elektromechanikus tárolóeszközként használták az AVM- ekben . Az ilyen eszközökben a tárolt értékek megfelelnek a reosztátok elfordulási szögeinek. Az ilyen eszközök korlátlan ideig képesek információkat tárolni. [egy]

Visszacsatoló áramkörök erősítőkben

A visszacsatoló áramkörben található ellenállásos feszültségosztó segítségével beállítjuk a műveleti erősítő kaszkádjának erősítését .

A legegyszerűbb elektromos szűrők

Az RC , LC, RL áramkörök , amelyek a legegyszerűbb elektromos szűrők példái, frekvenciafüggő feszültségosztóknak tekinthetők, amelyekben reaktív elemeket használnak a megfelelő karokban.

Feszültségerősítő

Feszültségosztóval erősíthetjük a bemeneti feszültséget - ez akkor lehetséges, ha , a negatív, például, mint az alagútdióda áram-feszültség karakterisztikája szakaszában . $|R_2| \geqslant |R_1|$ $R_{1}$

Paraméteres feszültségszabályozó

Feszültségosztó használható a bemeneti feszültség stabilizálására - ez akkor lehetséges, ha az osztó alsó karjaként Zener diódát használnak .

Az ellenállásos feszültségosztók használatának korlátai

Az osztó elfogadható pontosságának biztosításához úgy kell megtervezni, hogy az osztóáramkörökön átfolyó áram mennyisége legalább 10-szer nagyobb legyen, mint a terhelésen átfolyó áram. Ha ezt az arányt ×100-ra, ×1000-re és többre növeljük, ha egyéb tényezők megegyeznek, akkor arányosan nő az osztó pontossága. Ugyanígy általánosságban elmondható, hogy az osztó és a terhelés ellenállásának értékeit össze kell kapcsolni. Könnyen belátható, hogy az osztó ideális ( hatékonysági szempontból ) működési módja az ún. alapjáraton, azaz. üzemmód leválasztott terhelés mellett, amikor annak tulajdonságai elhanyagolhatók. A terhelési áram növekedése az osztó hatékonyságának jelentős csökkenéséhez vezet , mivel a teljesítmény jelentős részét az osztóellenállások fűtésére fordítják. Éppen ezért az ellenállásos feszültségosztó nem használható erős elektromos eszközök csatlakoztatására: elektromos gépek, fűtőelemek. A probléma megoldására más áramköri megoldásokat alkalmaznak, különösen feszültségstabilizátorokat . Ha nincs szükség nagy teljesítményre, de rendkívül nagy pontosság szükséges a kimeneti feszültség értékének fenntartásához, akkor különféle referencia feszültségforrásokat kell használni .

Normatív-műszaki dokumentáció

GOST 11282-93 (IEC 524-75) - Rezisztív DC feszültségosztók

Lásd még

áramelosztó

Jegyzetek

↑ 1 2 3 Kibernetikai szótár / Szerk.: V. S. Mikhalevich akadémikus . - 2. - Kijev: M. P. Bazhanról elnevezett Ukrán Szovjet Enciklopédia főkiadása, 1989. - 751 p. - (C48). — 50.000 példány. - ISBN 5-88500-008-5 .
↑ Bizonyos esetekben lehetőség van egy egyszerűsített séma szerinti feszültségosztó megépítésére, amikor csak az osztó felső karja van kifejezetten jelen, és magát a terhelés ellenállását használják alsó karként.

Linkek

Feszültségosztó // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
Feszültségosztó az ellenállásokon. Számítási képlet, online számológép
Feszültségosztók
Áramkörök. alapvető. feszültségosztó
Feszültségosztó az ellenállásokon