Să analizăm un circuit de serie simplu și să determinăm căderile de tensiune ale rezistențelor individuale:
Din valorile date ale rezistențelor individuale, putem determina o rezistență totală a circuitului, cunoscând că rezistențele se adaugă în serie:
Determinați rezistența totală a circuitului
De aici, putem folosi Legea lui Ohm (I = E / R) pentru a determina curentul total, despre care știm că va fi același cu fiecare curent de rezistență, curenții fiind egali în toate părțile unui circuit de serie:
Utilizați legea lui Ohm pentru a calcula curentul
Acum, știind că curentul circuitului este de 2 mA, putem folosi legea lui Ohm (E = IR) pentru a calcula tensiunea pe fiecare rezistor:
Ar trebui să fie evident că căderea de tensiune pe fiecare rezistor este proporțional cu rezistența sa, dat fiind că curentul este același prin toate rezistențele. Observați cum tensiunea din R2 este dublă față de cea din R1, la fel cum rezistența lui R2 este dublă față de cea de R1.
Dacă ar fi să schimbăm tensiunea totală, am găsi această proporționalitate a tensiunii picăturile rămân constante:
Rezolvarea raportului de cădere a tensiunii
Tensiunea pe R2 este încă exact de două ori cea a scăderii lui R1, în ciuda faptului că tensiunea sursei s-a modificat. Proporționalitatea căderilor de tensiune (raportul dintre ele) este strict o funcție a valorilor rezistenței.
Cu puțină observație, devine evident că căderea de tensiune pe fiecare rezistor este, de asemenea, o proporție fixă a Tensiunea de alimentare. Tensiunea pe R1, de exemplu, a fost de 10 volți când alimentarea cu baterie a fost de 45 de volți. Când tensiunea bateriei a crescut la 180 de volți (de 4 ori mai mult), căderea de tensiune pe R1 a crescut, de asemenea, cu un factor de 4 (de la 10 la 40 de volți). Cu toate acestea, raportul dintre căderea de tensiune a R1 și tensiunea totală nu sa modificat:
La fel, niciuna dintre celelalte raporturile de cădere de tensiune s-au modificat odată cu creșterea tensiunii de alimentare:
Formula divizorului de tensiune
Din acest motiv , un circuit de serie este adesea numit divizor de tensiune pentru capacitatea sa de a proporționa – sau de a diviza – tensiunea totală în porțiuni fracționate cu raport constant. Cu un pic de algebră, putem obține o formulă pentru determinarea căderii de tensiune a rezistorului în serie, având în vedere doar tensiunea totală, rezistența individuală și rezistența totală:
Raportul dintre rezistența individuală și rezistența totală este același cu raportul dintre căderea de tensiune individuală și tensiunea totală de alimentare într-un circuit divizor de tensiune. Aceasta este cunoscută sub numele de divizor de tensiune și este o metodă scurtată pentru determinarea căderii de tensiune într-un circuit de serie fără a trece prin calculele curente ale legii lui Ohm.
Exemplu de utilizare a formulei divizorului de tensiune
Folosind această formulă, putem reanaliza căderile de tensiune ale circuitului de exemplu în mai puțini pași:
Tensiune – Componente de divizare
Divizoarele de tensiune găsesc o aplicație largă în circuitele contoarelor electrice, unde combinații specifice de rezistențe de serie sunt utilizate pentru a „diviza ”O tensiune în proporții precise ca parte a unui dispozitiv de măsurare a tensiunii.
Potențiometrele ca componente de divizare a tensiunii
Un dispozitiv utilizat frecvent ca componentă de divizare a tensiunii este potențiometrul, care este un rezistor cu un element mobil poziționat de un buton manual sau de o pârghie. Elementul mobil, denumit de obicei ștergător, intră în contact cu un dispozitiv rezistiv ip de material (denumit în mod obișnuit slidewire dacă este realizat din sârmă metalică rezistivă) în orice punct selectat de controlul manual:
Contactul ștergătorului este simbolul săgeții orientat spre stânga desenat în mijlocul elementului de rezistență verticală. Pe măsură ce este deplasat în sus, contactează banda rezistivă mai aproape de terminalul 1 și mai departe de terminalul 2, scăzând rezistența la terminalul 1 și ridicând rezistența la terminalul 2. Pe măsură ce este deplasat în jos, rezultă efectul opus. Rezistența măsurată între bornele 1 și 2 este constantă pentru orice poziție a ștergătorului.
Potențiometre rotative vs. liniare
Aici sunt prezentate ilustrații interne ale a două tipuri de potențiometre, rotative și liniare.
Potențiometre liniare
Unele potențiometre liniare sunt acționate prin mișcarea în linie dreaptă a unei manete sau a unui buton glisant. Altele, cum ar fi cea descrisă în ilustrația anterioară, sunt acționate de un șurub pentru a regla fin.Aceste ultime unități sunt uneori denumite trimpoturi, deoarece funcționează bine pentru aplicații care necesită o rezistență variabilă pentru a fi „tăiate” până la o anumită valoare.
Trebuie remarcat faptul că nu toți potențiometrii liniari au aceleași atribuții terminale. așa cum se arată în această ilustrație. Cu unele, terminalul ștergătorului se află în mijloc, între cele două terminale de capăt.
Potențiometru rotativ
Imaginea de mai jos prezintă construcția corpului unui potențiometru rotativ .
Următoarea fotografie arată un potențiometru real, rotativ, cu ștergător expus și filet pentru o vizualizare ușoară. Arborele care mișcă ștergătorul a fost rotit aproape complet în sensul acelor de ceasornic, astfel încât ștergătorul atinge aproape capătul terminal stâng al diapozitivului:
Iată același potențiometru cu arborele ștergătorului s-a deplasat aproape în poziția complet inversă acelor de ceasornic, astfel încât ștergătorul să fie aproape de celălalt capăt extrem de deplasare:
Efectele ajustărilor într-un potențiometru într-un circuit
Dacă se aplică o tensiune constantă între terminalele exterioare (pe lungimea diapozitivului) , poziția ștergătorului va atinge o fracțiune din tensiunea aplicată, măsurabilă între contactul ștergătorului și oricare dintre celelalte două borne. Valoarea fracțională depinde în totalitate de poziția fizică a ștergătorului:
Importanța aplicației potențiometrului
La fel ca divizorul de tensiune fixă, raportul de diviziune a tensiunii potențiometrului este strict o funcție de rezistență și nu de magnitudinea tensiunii aplicate. Cu alte cuvinte, dacă butonul sau maneta potențiometrului se deplasează în poziția de 50% (centrul exact), tensiunea scăzută între ștergător și terminalul exterior ar fi exact 1/2 din tensiunea aplicată, indiferent cu ce se întâmplă tensiunea respectivă fie care este rezistența cap la cap a potențiometrului. Cu alte cuvinte, un potențiometru funcționează ca un divizor de tensiune variabilă, unde raportul de diviziune a tensiunii este stabilit de poziția ștergătorului.
Această aplicație a potențiometrului este un mijloc foarte util de a obține o tensiune variabilă dintr-o tensiune fixă. sursă cum ar fi o baterie. Dacă un circuit pe care îl construiți necesită o anumită cantitate de tensiune care este mai mică decât valoarea tensiunii unei baterii disponibile, puteți conecta terminalele exterioare ale unui potențiometru pe acea baterie și puteți „dial-up” orice tensiune aveți nevoie între potențiometru ștergător și unul dintre terminalele exterioare pentru a fi utilizate în circuitul dvs.:
Atunci când este utilizat în acest mod, numele potențiometru este perfect sens: ei măsoară (controlează) potențialul (tensiunea) aplicat peste ele prin crearea unui raport variabil tensiune-divizor. Această utilizare a potențiometrului cu trei terminale ca divizor de tensiune variabilă este foarte populară în proiectarea circuitului.
Mostre de potențiometre mici
Aici sunt prezentate câteva potențiometre mici de tipul celor utilizate în mod obișnuit în echipamentele electronice de larg consum și de către pasionați și studenți în construirea circuitelor:
Unitățile mai mici din stânga și din dreapta sunt proiectate pentru a fi conectate la o sursă sau să fie lipit într-o placă cu circuite imprimate. Unitățile din mijloc sunt proiectate pentru a fi montate pe un panou plat cu fire lipite pe fiecare dintre cele trei terminale. Iată încă trei potențiometre, mai specializate decât setul tocmai prezentat:
Unitatea mare „Helipot” este un potențiometru de laborator conceput pentru conectarea rapidă și ușoară la un circuit. Unitatea din colțul din stânga jos al fotografiei este același tip de potențiometru, fără carcasă sau cadran de numărare de 10 ture. Ambele potențiometre sunt unități de precizie, folosind rotiți benzi de rezistență pe șină și mecanisme de ștergere pentru efectuarea unor mici ajustări. Unitatea din partea dreaptă jos este un potențiometru montat pe panou, proiectat pentru service dur în aplicații industriale.
EXAMENARE:
- Circuite în serie proporționează, sau împarte, tensiunea totală de alimentare între căderile de tensiune individuale, proporțiile fiind strict dependente de rezistențe: ERn = ETotal (Rn / RTotal)
- Un potențiometru este o componentă de rezistență cu trei puncte de conectare, utilizată frecvent ca divizor de tensiune reglabil.
WO RELATAT RKSHEETS:
- Foaia de lucru a circuitelor divizorului de tensiune