מחלקי מתח וזרם

מחלק מתח

בהנדסת חשמל משתמשים לעתים קרובות מאוד במחלקי מתח, שניתן לבדוק את פעולתם על ידי יישום כלל חלוקת המתח. האיור מציג מעגלי מחלק מתח המשמשים להורדת מתח אספקה ​​נתון (למשל 4, 6, 12 או 220 וולט) לכל מתח נמוך יותר.

אורז. 1. מעגלי מחלק מתח

במכשירי חשמל חשמליים, כמו גם במהלך מדידות, לעיתים יש צורך בקבלת מספר מתחים בעלי ערך מסוים ממקור אחד. מחלקי מתח נקראים לרוב (ובמיוחד בטכנולוגיית זרם נמוך) פוטנציומטרים.

המתח החלקי המשתנה מתקבל על ידי הזזת מגע ההזזה של ריאוסטט או סוג אחר של נגד. ניתן לקבל את הערך הקבוע של המתח החלקי על ידי דחיפה של הנגד או שניתן להאזין לו מהצומת של שני נגדים נפרדים.

בעזרת מגע ההזזה ניתן לשנות בצורה חלקה את המתח החלקי הנדרש למקלט בעל התנגדות (התנגדות עומס), כאשר מגע ההזזה מספק חיבור מקביל של ההתנגדויות שמהן מוסר המתח החלקי.

נגדים משמשים כחלק ממחלק המתח כדי לקבל ערך מתח קבוע. במקרה זה, מתח המוצא Uout מחובר לכניסה Uin (למעט התנגדות העומס האפשרית) דרך החיבור הבא:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

אורז. 2. מחלק מתח

דוגמה. באמצעות מחלק נגד, אתה צריך לקבל מתח של 1 V לעומס של 100 קילו אוהם ממקור 5 V DC. יחס חלוקת המתח הנדרש הוא 1/5 = 0.2. אנו משתמשים במפריד שהתרשים שלו מוצג באיור. 2.

ההתנגדות של הנגדים R1 ו-R2 צריכה להיות פחותה משמעותית מ-100 kΩ. במקרה זה, בעת חישוב המחלק, ניתן להזניח את התנגדות העומס.

לכן, R2 / (R1 + R2) R2 = 0.2

R2 = 0.2R1 + 0.2R2.

R1 = 4R2

לכן, אתה יכול לבחור R2 = 1 kOhm, R1 - 4 kOhm. התנגדות R1 מתקבלת על ידי חיבור סדרתי של נגדים סטנדרטיים 1.8 ו-2.2 קילו אוהם, העשויים על בסיס סרט מתכת עם דיוק של ± 1% (הספק 0.25 W).

יש לזכור שהמחלק עצמו צורך זרם מהמקור הראשוני (במקרה זה 1 mA) וזרם זה יגדל ככל שההתנגדות של נגדי המחלק יורדת.

יש להשתמש בנגדים בעלי דיוק גבוה כדי להשיג את ערך המתח שצוין.

החיסרון של מחלק מתח נגד פשוט הוא שעם שינוי בהתנגדות העומס מתח המוצא (Uout) של המחלק משתנה. כדי להפחית את השפעת העומס על U, עליך לבחור במהירות R2 קטנה פי 10 לפחות מהתנגדות העומס המינימלית.

חשוב לזכור שככל שההתנגדות של הנגדים R1 ו-R2 יורדת, הזרם הנצרך על ידי מקור מתח הכניסה גדל. בדרך כלל, זרם זה לא יעלה על 1-10 mA.

מחלק נוכחי

נגדים משמשים גם כדי לכוון חלק נתון מהזרם הכולל לזרוע המתאימה של המחלק. לדוגמה, בתרשים של איור. 3 זרם Az הוא חלק מסך הזרם Azv שנקבע על ידי ההתנגדויות של הנגדים R1 ו-R2, כלומר. נוכל לכתוב ש- Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

דוגמה. מצביע המונה סוטה לקנה מידה מלא אם זרם ה-DC בסליל הנע הוא 1 mA. ההתנגדות הפעילה של סליל הסליל היא 100 אוהם חשב את ההתנגדות shunt מדידה כך שהמצביע של המכשיר סוטה בצורה מקסימלית בזרם כניסה של 10 mA (ראה איור 4).

אורז. 3. מחלק שוטף

אורז. 4.

יחס הפיצול הנוכחי ניתן על ידי היחס:

Iout / Iout = 1/10 = 0.1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 אוהם

לָכֵן,

0.1R1 + 0.1R2 = R1

0.1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0.9 = 11.1 אוהם

את ההתנגדות הנדרשת של הנגד R1 ניתן לקבל על ידי חיבור בסדרה של שני נגדי סרט עבה סטנדרטיים של 9.1 ו-2 אוהם בדיוק של ± 2% (0.25 W). שים לב שוב שבאיור. 3 התנגדות R2 היא התנגדות פנימית של מכשיר המדידה.

יש להשתמש בנגדים דיוק גבוה (± 1%) כדי להבטיח דיוק טוב בחלוקת הזרמים.