Diviseur de tension continue avec calcul de charge. Diviseur de tension

Tout dans notre vie peut être divisé! :-). Imaginons une rivière qui a un débit très important.

Ce jet d'eau coule à très grande vitesse ! Il emporte des pierres, de la terre, des arbres sur son chemin. Mais imaginez que cette rivière est à côté de votre maison. Dans un an ou deux, votre maison sera emportée nafig !

Pour éviter que cela ne se produise, vous devez affaiblir le débit de la rivière afin que son débit soit bien, très faible. Par exemple comme ici.

Mais comment faire ça ? Pourquoi ne creuserions-nous pas un grand canal pour la plupart de l'eau y coulait. Et ça bonne idée n'est-ce pas?

La capture de tout ce miracle est que dans chaque rivière séparée la vitesse de l'eau sera moindre ! Tout est pareil en électrotechnique et en électronique ! La rivière est le fil, le débit est le courant, la largeur de la rivière est la résistance, la tension est l'angle d'inclinaison de la rivière. Tout est élémentaire et simple !

Afin de partager l'ampérage, nous avons besoin de deux résistances. Dans l'article sur la résistance, nous savons que les résistances peuvent être connectées en série et en parallèle. À connexion série résistances, nous avons une chute de tension sur chaque résistance, nous avons ainsi un diviseur de tension. À connexion parallèle résistances, nous obtenons un diviseur de courant. Regardons ce schéma de deux résistances connectées en parallèle :

Ces deux résistances peuvent être remplacées par une seule résistance. La résistance totale sera égale à :

La tension U entre les points A et B est considérée comme commune pour chaque résistance, puisque nous avons ces deux résistances sont connectées en parallèle.

Cela signifie qu'un courant commun doit également les traverser. Rappelez-vous la règle lorsqu'elles sont connectées en parallèle, la tension aux bornes des résistances est la même et le courant sera égal à :

Comment pouvons-nous déterminer combien de courant nous avons traversant chaque résistance? Selon la loi d'Ohm

Par conséquent, nous obtenons :

D'ici

et

Quelque chose de clair ? Bref, ne t'en fais pas. En termes simples, si au lieu d'une sorte de résistance, nous connectons une sorte de charge, par exemple un ventilateur d'un ordinateur, alors nous pouvons réguler l'intensité du courant, et donc la puissance, en connectant un fil d'une résistance en parallèle à les bornes. Et laquelle, vous pouvez regarder les formules. On l'appelle manœuvre. Voyons ce qui est quoi dans la pratique.

Voici nos deux résistances

Nous mesurons la valeur de résistance de la première résistance épaisse. Si vous ne vous souvenez pas comment c'est fait, veuillez vous rendre ici.

On mesure la valeur de la seconde

Nous prenons notre fameuse alimentation et mettons 12 Volts dessus

On soude les deux extrémités des résistances et on mesure le courant sur la résistance épaisse

On mesure le courant sur une résistance fine

Nous les soudons en parallèle et mesurons le courant sur des résistances connectées en parallèle

0,06 + 0,14 = 20. Nous avons 0,21 Ampère. 0,01 - erreur de l'instrument.

Voyons si la loi d'Ohm fonctionne ? Considérez une résistance épaisse. Notre bloc d'alimentation a une erreur de mesure de courant décente, mais cela suffit amplement pour fonctionner avec un tel appareil. Mais approximativement, on peut encore vérifier la loi d'Ohm.

I = U / R

R = U / I = 12 / 0,14 = 85,7 Ohm. Et nous l'avons erreur 80,5 5 Ohm. Mais la loi d'Ohm fonctionne !

De là, nous tirons des conclusions:

1) Un courant important traverse une résistance plus petite, donc la puissance qui tombe sur une telle résistance sera plus grande. Par conséquent, toutes les résistances utilisées dans un circuit avec une tension décente et une faible résistance sont agrandies, car elles chauffent correctement, c'est-à-dire qu'elles dissipent beaucoup de puissance dans l'espace environnant. Et pour qu'ils refroidissent plus vite, leur zone de diffusion doit être large. Il existe même des résistances aussi grandes qui dissipent beaucoup de puissance.

2) L'intensité du courant des deux résistances connectées en parallèle sera égale à l'intensité du courant de la première résistance plus l'intensité du courant de la deuxième résistance, ce qui devait être prouvé.

• Le diviseur de courant est important dans les circuits en tant qu'élément de circuit pour connecter un appareil avec un courant nominal inférieur à celui circulant dans le circuit.

• La résistance est influencée par des facteurs externes tels que la température. Le changement de température conduit à une mesure de la résistance du diviseur de courant. En conséquence, le courant dans la branche du circuit change.

• Mesure de grands courants. Deux résistances sont connectées. Presque tout le courant passe par l'un et un petit courant (milliampères) par le second. Le courant est mesuré à travers la deuxième résistance. Ensuite, le courant total est calculé.

• La valeur nominale de la charge connectée à la branche du diviseur de courant doit être 100 à 1000 fois inférieure à la résistance des diviseurs. Sinon, le circuit diviseur ne fonctionnera pas correctement.

• Les résistances actives du diviseur de courant réduisent l'efficacité du circuit.

• Il est conseillé d'utiliser des résistances de précision. Cela augmente la précision mais augmente le coût.

Diviseur de tension- un dispositif dans lequel les tensions d'entrée et de sortie sont liées par le coefficient de transmission 0 ⩽ a ⩽ 1 (\ displaystyle 0 \ leqslant a \ leqslant 1).

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  Le diviseur de tension résistif le plus simple se compose de deux résistances connectées en série et connectées à une source de tension U (\ style d'affichage U)... Étant donné que les résistances sont connectées en série, le courant qui les traverse sera le même conformément à la première règle de Kirchhoff. La chute de tension à travers chaque résistance selon la loi d'Ohm sera proportionnelle à la résistance (le courant, comme indiqué précédemment, est le même):

  U = I R (\ displaystyle \ U = IR).

  Pour chaque résistance on a :
  (U 1 = IR 1 U 2 = IR 2 (\ displaystyle \ left \ ((\ begin (array) (ll) U_ (1) = IR_ (1) \\ U_ (2) = IR_ (2) \ end ( tableau)) \ à droite.)
  En divisant l'expression pour par l'expression pour, on obtient :
  U 1 U 2 = R 1 R 2 (\ displaystyle (\ frac (U_ (1)) (U_ (2))) = (\ frac (R_ (1)) (R_ (2)))) Ainsi, le rapport de contrainte U 1 (\ style d'affichage U_ (1)) et U 2 (\ style d'affichage U_ (2)) exactement égal au rapport de résistance R 1 (\ style d'affichage R_ (1)) et R 2 (\ style d'affichage R_ (2)).
  Plus loin
  U 1 = R 1 R 2 U 2 (\ displaystyle U_ (1) = (\ frac (R_ (1)) (R_ (2))) U_ (2))
  U 1 + U 2 = R 1 R 2 U 2 + U 2 (\ displaystyle U_ (1) + U_ (2) = (\ frac (R_ (1)) (R_ (2))) U_ (2) + U_ (2))
  U = (R 1 R 2 + 1) U 2 (\ displaystyle U = \ left ((\ frac (R_ (1)) (R_ (2))) + 1 \ right) U_ (2))
  Celles.
  U = (R 1 + R 2 R 2) U 2 (\ displaystyle U = \ left ((\ frac (R_ (1) + R_ (2)) (R_ (2))) \ right) U_ (2))
  Où:
  U 2 = U R 2 R 1 + R 2 (\ displaystyle U_ (2) = U (\ frac (R_ (2)) (R_ (1) + R_ (2))))

  Il convient de noter que la résistance de charge du diviseur de tension doit être bien supérieure à la résistance intrinsèque du diviseur, de sorte que dans les calculs avec cette résistance connectée en parallèle R 2 (\ style d'affichage R_ (2)) pourrait être négligé. Pour sélectionner des valeurs de résistance spécifiques dans la pratique, en règle générale, il suffit de suivre l'algorithme suivant. Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer l'amplitude du courant du diviseur fonctionnant avec la charge déconnectée. Ce courant doit être nettement supérieur au courant (généralement un excès de 10 fois en amplitude) consommé par la charge, mais, cependant, ce courant ne doit pas créer une charge inutile sur la source de tension. U (\ style d'affichage U)... Sur la base de l'amplitude du courant, selon la loi d'Ohm, la valeur de la résistance totale est déterminée R = R 1 + R 2 (\ displaystyle R = R_ (1) + R_ (2))... Il ne reste plus qu'à prendre les valeurs spécifiques des résistances de la série standard, dont le rapport des valeurs est proche du rapport de tensions requis, et la somme des valeurs est proche de celle calculée . Lors du calcul d'un diviseur réel, il est nécessaire de prendre en compte le coefficient de température de résistance, les tolérances pour les valeurs de résistance nominales, la plage de variation de la tension d'entrée et les modifications possibles des propriétés de la charge du diviseur, ainsi que la dissipation de puissance maximale de les résistances - il doit dépasser la puissance qui leur est allouée.

  Application

  Un diviseur de tension est essentiel dans les circuits. En tant que diviseur de tension réactif, à titre d'exemple, vous pouvez citer le filtre électrique le plus simple et en tant que filtre non linéaire - un stabilisateur de tension paramétrique.

  Des diviseurs de tension ont été utilisés comme dispositif de stockage électromécanique dans l'AVM. Dans de tels appareils, les valeurs stockées correspondent aux angles de rotation des rhéostats. De tels appareils peuvent stocker des informations indéfiniment.

  Circuits de rétroaction dans les amplificateurs

  En utilisant diviseur résistif tension du circuit retour d'information le gain de la scène est réglé sur

  Diviseur de courant - un appareil qui permet de diviser le courant dans le circuit en deux composantes, afin d'en utiliser une. En d'autres termes, un diviseur de courant est nécessaire si l'appareil n'est pas conçu pour un courant élevé, et nous n'avons besoin que d'une certaine partie de ce courant.

  Le principe de fonctionnement du diviseur de courant est basé sur la première loi de Kirchhoff - la somme des courants convergeant au nœud est égale à zéro. Si nous établissons une analogie avec l'eau, elle peut alors être considérée comme un lit de rivière qui se divise en deux sorties plus petites.

  Pour trouver les courants I 1 et I 2, nous utilisons la loi d'Ohm, mais nous trouvons d'abord la résistance équivalente pour la connexion parallèle.

  

  Les diviseurs de courant sont utilisés dans les appareils de mesure, par exemple lors de la mesure courants élevés... Avec résistance supplémentaire -"Shunter"étendre la limite de mesure de l'ampèremètre. Pour cela, le shunt est connecté en parallèle avec l'ampèremètre. En conséquence, un courant circule dans l'ampèremètre, sachant lequel, vous pouvez trouver le courant total circulant dans le circuit. Habituellement, le shunt a une résistance inférieure à l'ampèremètre afin qu'une partie importante du courant le traverse.

  

  déduisons rapport de division (shunt)m... Nous supposerons que les paramètres d'indice 1 appartiennent à l'ampèremètre (appareil), et les paramètres d'indice 2 appartiennent au shunt. Les paramètres sans index sont courants.

  

  Regardons un exemple.

  Avec un ampèremètre avec une limite de mesure de 1 A et une résistance interne de 12 ohms, il faut mesurer un courant de 3 A. Quelle doit être la résistance du shunt ?

  A partir de la formule du coefficient de shuntage, on exprime R w

  

  Encore un exemple

  Quelle sera la nouvelle limite de mesure de l'ampèremètre, après l'avoir shunté avec une résistance de 10 ohms, si l'ancienne limite était de 0,5 A ? La résistance du mécanisme de mesure de l'ampèremètre est de 25 ohms.

  Calculons le facteur de shunt

  

  Puis la nouvelle limite de mesure de l'ampèremètre

  Taper