Analysons un simple circuit en série et déterminons les chutes de tension à travers les résistances individuelles:
À partir des valeurs données des résistances individuelles, nous pouvons déterminer une résistance totale du circuit, sachant que les résistances sajoutent en série:
Déterminez la résistance totale du circuit
De là, nous pouvons utiliser Loi dOhm (I = E / R) pour déterminer le courant total, qui, nous le savons, sera le même que chaque courant de résistance, les courants étant égaux dans toutes les parties dun circuit série:
Utilisez la loi dOhm pour calculer le courant
Maintenant, sachant que le courant du circuit est de 2 mA, nous pouvons utiliser la loi dOhm (E = IR) pour calculer la tension aux bornes de chaque résistance:
Il devrait être évident que la chute de tension aux bornes de chaque résistance est proportionnelle à sa résistance, étant donné que le courant est le même dans toutes les résistances. Remarquez que la tension aux bornes de R2 est le double de celle de la tension aux bornes de R1, tout comme la résistance de R2 est le double de celle de R1.
Si nous devions changer la tension totale, nous trouverions cette proportionnalité de la tension les baisses restent constantes:
Résolution des rapports de chute de tension
La tension sur R2 est toujours exactement le double celle de la chute de R1, malgré le fait que la tension de la source a changé. La proportionnalité des chutes de tension (rapport de lune à lautre) est strictement fonction des valeurs de résistance.
Avec un peu plus dobservation, il devient évident que la chute de tension à travers chaque résistance est également une proportion fixe de la tension dalimentation. La tension aux bornes de R1, par exemple, était de 10 volts lorsque lalimentation de la batterie était de 45 volts. Lorsque la tension de la batterie a été augmentée à 180 volts (4 fois plus), la chute de tension aux bornes de R1 a également augmenté dun facteur 4 (de 10 à 40 volts). Le rapport entre la chute de tension de R1 et la tension totale, cependant, na pas changé:
De même, aucun des autres les rapports de chute de tension ont changé avec laugmentation de la tension dalimentation:
Formule du diviseur de tension
Pour cette raison , un circuit série est souvent appelé un diviseur de tension pour sa capacité à proportionner – ou diviser – la tension totale en portions fractionnaires de rapport constant. Avec un peu dalgèbre, nous pouvons dériver une formule pour déterminer la chute de tension des résistances en série en ne tenant compte que de la tension totale, de la résistance individuelle et de la résistance totale:
Le rapport entre la résistance individuelle et la résistance totale est le même que le rapport entre la chute de tension individuelle et la tension dalimentation totale dans un circuit diviseur de tension. Ceci est connu comme la formule du diviseur de tension, et cest une méthode de raccourci pour déterminer la chute de tension dans un circuit série sans passer par les calculs de courant de la loi dOhm.
Exemple dutilisation de la formule du diviseur de tension
En utilisant cette formule, nous pouvons ré-analyser les chutes de tension du circuit dexemple en moins détapes:
Tension – Composants de division
Les diviseurs de tension trouvent une large application dans les circuits de compteurs électriques, où des combinaisons spécifiques de résistances série sont utilisées pour « diviser ”Une tension dans des proportions précises dans le cadre dun appareil de mesure de tension.
Potentiomètres comme composants de division de tension
Un dispositif fréquemment utilisé comme composant de division de tension est le potentiomètre, qui est une résistance avec un élément mobile positionné par un bouton ou un levier manuel. Lélément mobile, généralement appelé essuie-glace, entre en contact avec un str ip du matériau (communément appelé le fil coulissant sil est fait de fil métallique résistif) en tout point sélectionné par la commande manuelle:
Le contact dessuie-glace est le symbole de flèche orienté vers la gauche dessiné au milieu de lélément de résistance verticale. Lorsquil est déplacé vers le haut, il entre en contact avec la bande résistive plus près de la borne 1 et plus loin de la borne 2, abaissant la résistance à la borne 1 et augmentant la résistance à la borne 2. Lorsquil est abaissé, leffet inverse se produit. La résistance mesurée entre les bornes 1 et 2 est constante pour nimporte quelle position de lessuie-glace.
Potentiomètres rotatifs ou linéaires
Voici les illustrations internes de deux types de potentiomètres, rotatif et linéaire.
Potentiomètres linéaires
Certains potentiomètres linéaires sont actionnés par le mouvement en ligne droite dun levier ou dun bouton coulissant. Dautres, comme celui représenté dans lillustration précédente, sont actionnés par une vis de rotation pour une capacité de réglage fin.Ces dernières unités sont parfois appelées trimpots car elles fonctionnent bien pour les applications nécessitant une résistance variable pour être « ajustée » à une valeur précise.
Il convient de noter que tous les potentiomètres linéaires nont pas les mêmes affectations de bornes comme indiqué sur cette illustration. Avec certains, la borne dessuie-glace est au milieu, entre les deux bornes dextrémité.
Potentiomètre rotatif
Limage ci-dessous montre la construction du corps dun potentiomètre rotatif .
La photo suivante montre un vrai potentiomètre rotatif avec essuie-glace et fil coulissant exposés pour une visualisation facile. Larbre qui déplace le Lessuie-glace a été tourné presque à fond dans le sens des aiguilles dune montre pour quil touche presque lextrémité gauche du fil de la glissière:
Voici le même potentiomètre avec laxe dessuie-glace déplacé presque complètement dans le sens antihoraire de sorte que lessuie-glace soit près de lautre extrémité extrême de la course:
Effets des ajustements dans un potentiomètre dans un circuit
Si une tension constante est appliquée entre les bornes externes (sur toute la longueur du fil coulissant) , la position de lessuie-glace prélèvera une fraction de la tension appliquée, mesurable entre le contact dessuie-glace et lune des deux autres bornes. La valeur fractionnaire dépend entièrement de la position physique de lessuie-glace:
Limportance de lapplication potentiomètre
Tout comme le diviseur de tension fixe, le rapport de division de tension du potentiomètre est strictement fonction de la résistance et non de lamplitude de la tension appliquée. En dautres termes, si le bouton ou le levier du potentiomètre est déplacé à la position 50 pour cent (centre exact), la tension chutée entre lessuie-glace et lune des bornes extérieures serait exactement la moitié de la tension appliquée, peu importe ce à quoi cette tension arrive. be, ou quelle est la résistance de bout en bout du potentiomètre. En dautres termes, un potentiomètre fonctionne comme un diviseur de tension variable où le rapport de division de tension est défini par la position de lessuie-glace.
Cette application du potentiomètre est un moyen très utile dobtenir une tension variable à partir dune tension fixe source telle quune batterie. Si un circuit que vous construisez nécessite une certaine quantité de tension qui est inférieure à la valeur de la tension dune batterie disponible, vous pouvez connecter les bornes extérieures dun potentiomètre à travers cette batterie et «commutez» la tension dont vous avez besoin entre le potentiomètre essuie-glace et lune des bornes extérieures à utiliser dans votre circuit:
Lorsquil est utilisé de cette manière, le potentiomètre de nom rend parfait sens: ils mesurent (contrôlent) le potentiel (tension) appliqué à travers eux en créant un rapport variable tension-diviseur. Cette utilisation du potentiomètre à trois bornes comme diviseur de tension variable est très populaire dans la conception de circuits.
Exemples de petits potentiomètres
Voici plusieurs petits potentiomètres du type couramment utilisé dans les équipements électroniques grand public et par les amateurs et les étudiants dans la construction de circuits:
Les unités plus petites à lextrême gauche et à lextrême droite sont conçues pour se brancher sur une soudure s breadboard ou être soudé dans une carte de circuit imprimé. Les unités centrales sont conçues pour être montées sur un panneau plat avec des fils soudés à chacune des trois bornes. Voici trois autres potentiomètres, plus spécialisés que lensemble qui vient dêtre montré:
La grande unité « Helipot » est un potentiomètre de laboratoire conçu pour une connexion rapide et facile à un circuit. Lunité dans le coin inférieur gauche de la photo est le même type de potentiomètre, juste sans boîtier ou cadran de comptage à 10 tours. Ces deux potentiomètres sont des unités de précision, utilisant tournez les bandes de résistance à piste hélicoïdale et les mécanismes dessuie-glace pour effectuer de petits réglages. Lunité en bas à droite est un potentiomètre à montage sur panneau, conçu pour un service brutal dans les applications industrielles. ul>
WO RELATED RKSHEETS:
- Feuille de travail des circuits de diviseur de tension