Расчет делителя напряжения на резисторах

Для уменьшения значения входного питающего напряжения используют делитель напряжения на резисторах. В нём, выходное напряжение Uвых зависит от значения входного питающего напряжения Uвх и значения сопротивления резисторов. Делитель напряжения — наиболее часто применяемое соединение резисторов. Например, переменный резистор, используемый в качестве регулятора громкости Ваших компьютерных колонок, является делителем напряжения с изменяемыми сопротивлениями плеч, где он выполняет роль ограничителя амплитуды входного сигнала.

Поиск данных по Вашему запросу:

Расчет делителя напряжения на резисторах

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор
• Делитель напряжения на резисторах расчет
• Делитель напряжения: схема и расчёт
• Калькулятор для расчета делителя напряжения
• Калькулятор расчета делителя напряжения
• Делитель напряжения на резисторах: формула расчета, калькулятор
• Делитель напряжения на резисторах
• Делитель напряжения
• Резисторный делитель напряжения
• Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Куда уходят вольты? «Фокус» с делителем напряжения

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения — это простой и удобный способ получить нужное напряжение в определенной точке схемы. Он используется в цепях обратной связи для измерения выходных параметров, когда на выходе десятки вольт, а измерительный вход микросхемы рассчитан на единицы или доли вольт и во множестве других целей. Простейший вариант строится на резисторах их может быть 2 и больше. Давайте разберемся как рассчитать данный элемент цепи. Можно сделать это вручную или использовать следующий онлайн калькулятор, который выполняет расчет делителя напряжения на резисторах:.

Главное, что нельзя забывать, так это то, что ток делителя должен быть на 1 и более порядков выше, чем входной ток нагрузки. Это нужно, чтобы минимизировать просадки напряжения и сохранить стабильность выходных параметров. После этого приступайте к расчетам по току и напряжению. Нам известно R общее при заданном I, входное напряжение и сколько нам нужно получить на выходе. Рассчитываем сопротивления:.

Если нужно определить параметры цепочки по известным сопротивлениям и входному напряжению — рассчитывают выходное по формуле:. Это основной метод расчета резистивного делителя, бывает еще и емкостной или индуктивный. В этом случае вместо сопротивления активного R в расчетах фигурирует сопротивление реактивное Xc или Xl. Для регулировки выходного напряжения резисторного делителя вместо нижнего сопротивления устанавливают подстроечный или переменный резистор.

Расчеты при этом ничем не отличаются — в них используют максимальное значение на переменном резисторе. Также можно ограничить минимальное выходное напряжение, установив последовательно с переменным постоянное, тогда минимальное рассчитывается без учета переменника.

Такую схему удобно использовать, если у вас резисторы с большим допуском, а нужно получить точные выходные параметры. Вы можете сэкономить время, воспользовавшись онлайн калькулятором, в нем вы можете рассчитать номиналы элементов с учетом нужных выходного и входного напряжения. Использование калькулятора сэкономит ваше время, если нужно посчитать большую схему или вы запутались и не можете разобраться, как посчитать резистивный делитель с нагрузкой.

Учтите, что элементы нужно подбирать не только по номиналу, но и по мощности, потому что при большом токе потребления нагрузки, нужно рассчитывать схему на большие токи.

В результатах расчетов онлайн калькулятора будет указано, на сколько ватт нужен резистор. Ваш e-mail не будет опубликован. Вы здесь: Главная Калькуляторы. Автор: Александр Мясоедов. Калькулятор для расчета делителя напряжения. Опубликовано: Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Другие статьи по теме Расчет веса кабеля онлайн.

Делитель напряжения на резисторах расчет

Такие устройства применяют для создания нужного напряжения в определенном узле электрической схемы. Это необходимо для обеспечения функциональности регуляторов, фильтров, датчиков. С помощью представленных ниже сведений можно узнать, как рассчитать падение напряжения на резисторе самостоятельно и с применением автоматизированных калькуляторов. Наглядные примеры и квалифицированные рекомендации пригодятся на практике. Если взять первый пример из рис.

Онлайн-калькулятор, который позволяет выполнить расчет делителя напряжения на резисторах. Быстрый способ рассчитать.

Делитель напряжения: схема и расчёт

Делитель напряжения. В электротехнике очень часто применяются делители напряжения, работу которых можно рассмотреть, применяя правило распределения напряжений. На рисунке показаны схемы делителей напряжения, служащих для уменьшения заданного напряжения источника питания например, 4, 6, 12 или В до напряжения любого меньшего значения. Схемы делителей напряжения. В электрических электрических приборах, а также при проведении измерений иногда необходимо получить несколько напряжений определенного значения от одного источника. Делители напряжения часто и прежде всего в слаботочной технике называют потенциометрами. Изменяемое частичное напряжение получается при перемещении скользящего контакта реостата или другого типа резистора. Постоянное по значению частичное напряжение может быть получено посредством отпайки от резистора или же может сниматься с точки соединения двух отдельных резисторов. При помощи скользящего контакта можно плавно изменять необходимое для приемника с сопротивлением сопротивление нагрузки частичное напряжение, при этом скользящий контакт обеспечивает параллельное соединение сопротивлений, с которого снимается частичное напряжение. В составе делителя напряжения для получения фиксированного значения напряжения используют резисторы.

Калькулятор для расчета делителя напряжения

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента — это сама схема и формула расчета. Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора.

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт.

Калькулятор расчета делителя напряжения

В радиоэлектронике правило делителя напряжения является простым и важнейшим схемным принципом, используемым для того, чтобы на выходе иметь пониженное напряжение. Простейшим примером является резистивный делитель напряжения, состоящий из двух сопротивлений, включенных в схему последовательно с выводом между ними. Используя входное Uвх, можно получить Uвых, являющееся частью от Uвх. Очень эффективно его применение в электросхемах на постоянном токе и при относительно низких частотах, там, где частотный отклик требуется в широком диапазоне. Потенциальные делители часто размещаются непосредственно после ИП, чтобы обеспечить передачу необходимого сигнала в различные части схемы. Это правило применяют при расчетах электросхем, упрощающих решение.

Делитель напряжения на резисторах: формула расчета, калькулятор

В самом простейшем примере делитель напряжения построен на двух последовательно соединенных сопротивлений могут быть и конденсаторы обладающие реактивным сопротивлением при протекании переменного тока. С помощью такой схемы можно очень легко разделить «разделить» входное напряжение Uвх , и получить на выходе делителя — выходное U вых , которое меньше U вх. Для того чтобы хорошо понять суть лекции по электротехнике на тему «Делитель напряжения» рекомендую освежить в своей памяти законы Кирхгофа и что такое падение напряжения на участке цепи. Рассмотрим достаточно простую цепь из двух последовательно соединенных резисторов с разными номиналами сопротивлений. В соответствии с законом Ома если приложить к такой цепи напряжение, то его падение на обоих сопротивлениях будет также разным. Схема, на рисунке выше, и является самым простым делителем на резисторах.

Онлайн-калькулятор, который позволяет выполнить расчет делителя напряжения на резисторах. Быстрый способ рассчитать.

Делитель напряжения на резисторах

Расчет делителя напряжения на резисторах

Делитель напряжения позволяет получить пониженное напряжение. Рассмотрим, как работает делитель напряжения на резисторах и предоставим онлайн калькулятор делителя. Делитель напряжения на резисторах — это схема, позволяющая получить из высокого напряжения пониженное напряжение. Используя всего два резистора, мы можем создать любое выходное напряжение, составляющее меньшую часть от входного напряжения.

Делитель напряжения

В статье теория и примеры расчета параметров делителя напряжения. Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить. В таком случае если: U1 — падение напряжения на участке R1, U — падение напряжения на всей цепи, R1 — сопротивление с которого снимают часть. Расчет делителя напряжения.

Делитель напряжения — это простой и удобный способ получить нужное напряжение в определенной точке схемы. Он используется в цепях обратной связи для измерения выходных параметров, когда на выходе десятки вольт, а измерительный вход микросхемы рассчитан на единицы или доли вольт и во множестве других целей.

Резисторный делитель напряжения

Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике. Принцип работы ее прост: на входе подается более высокое входное напряжение и затем оно преобразуется в более низкое выходное напряжение с помощью пары резисторов. Формула расчета выходного напряжения основана на законе Ома и приведена ниже. Существует несколько обобщений, которые следует учитывать при использовании делителей напряжения. Это упрощения, которые упрощают оценку схемы деления напряжения. Это верно независимо от значений резисторов.

Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Схема такого делителя предназначена для получения заданного выходного напряжения, которое будет ниже, чем входное. Например, источник напряжения 24 Вольта, в нужно получить 6 Вольт. Самым простым способом решить этот вопрос — это применить делитель напряжения, состоящий из двух споротивлний.

Последовательное соединение резисторов — делитель напряжения — FINDOUT.SU

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно — исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку «Продолжить», я принимаю политику конфиденциальности

Расчет общего сопротивления.

 

Сведения из теории. Общее сопротивление последовательно соединенных резисторов равно сумме сопротивлений отдельных резисторов. R общ. = R 1 + R 2 + R 3 +……+ Rn . В последовательной цепи по всем резисторам течет один и тот же ток. Падение напряжения на резисторе прямо пропорционально величине сопротивления каждого резистора, поэтому

последовательная цепь делит общее напряжение, подаваемое на вход схемы, на напряжения прямо пропорциональные величине каждого отдельного резистора , а сумма падений напряжений на каждом резисторе равна входному напряжению. Суммарное падение напряжение равно U общ.= U 1 + U 2 + U 3 +……+ Un . Можно сказать по другому. Общая работа, проводимая током на всех участках последовательной цепи равна сумме работ на отдельных ее участках, а работа тока на каждом отдельном участке прямо пропорциональна величине его сопротивления.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению сопротивлений и напряжений, свойства последовательной цепи, способ деления напряжения резисторами последовательной цепи, попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

  1.Записать тему и зарисовать схему в тетрадку. Выбрать резисторы сопротивлением в пределах 10кОм> R > 10 Ом.

2.Измерить омметром каждый из резисторов и записать его значение в омах в тетрадь.

R1 =… R2 =… R3 =… R4 =… R5 =… R6 =… R7 =…

 

3.Определить общее сопротивление по формуле

 

Rвх = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + R6 + R7

 

4.Собрать схему на макетной плате и измерить общее сопротивление Rизм омметром. Сравнить рассчитанное и измеренное сопротивления.

 Rвх = …………….  Rвх изм = …………….

 

6.Подать напряжение с источника питания (Uобщ), измерить общее напряжение и напряжение на каждом резисторе.

 U1 =… U2 =… U3 =… U4 =…   U5 =…  U6 =…  U7 =… U общ изм.= …….

 7.Просуммировать измеренные напряжения. Un

 U общ = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 + U6 + U7

 U общ = ……….

 

Номер измерения n	1	2	3	4	5	6	7
R измеренное
U измеренное

 

8. Сравнить рассчитанные значения сопротивлений с измеренными значениями и записать в тетрадь выводы.

 

Примечание. Жирным шрифтом выделены ключевые слова или термины, курсивом – слова на которые необходимо обратить внимание.

 

 

Вопросы:

1. Какая электрическая цепь называется последовательной? Какие цепи бывают?

2. Какая электрическая цепь называется делителем напряжения?

3. Как делится общее напряжение по сопротивлениям, которые включены последовательно? Почему делится именно так, а не иначе?

4. Одинакова ли величина тока проходящего по разным резисторам этой электрической цепи? Почему?

5. Чему равна сумма падений напряжений по всем резисторам этой электрической цепи? Почему?

6. В каких единицах измеряется напряжение?

7. Справедливы ли утверждения:

Падение напряжения на каждом резисторе пропорционально его сопротивлению!

Сила тока по всем резисторам одинакова! Если да, то почему?

Сумма падений напряжений на резисторах равна входному напряжению!

Сумма сопротивлений резисторов равна общему сопротивлению схемы!

Общее напряжение на схеме делится пропорционально сопротивлениям резисторов!

8. Какая пропорция между сопротивлением участка цепи и падением напряжения на нем, прямая или обратная?

 

Используемое оборудование

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) — один.

2. Амперметр (Ампервольтомметр) — один.

3. Омметр (Ампервольтомметр) — один.

4. Калькулятор.

5. Блок питания.

6. Резистор постоянный — 7 штук

7. Соединительные концы.

8. Макетная плата.

9. Паяльник, припой, флюс.

 

 

 

 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 12

 

Параллельное соединение. Проводимость. Расчет общего сопротивления.

 

Сведения из теории. Проводимостью (G) называется свойство материала обратное сопротивлению, то есть свойство материала проводить ток с наименьшим сопротивлением. G = 1/R Проводимость измеряется в Сименсах. Общая проводимость параллельно соединенных резисторов равна сумме проводимостей отдельных резисторов:

Gобщ. = 1/Rобщ. = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +….+ 1/Rn = G1 + G2 + G3 + ….+ Gn

Соединение проводников имеющих три конца (входа и выхода тока) и более называется электрическим узлом. Параллельная цепь содержит два узла соединений.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению сопротивлений, закрепить правило расчета общего сопротивления в параллельной цепи, попрактиковаться в соединении деталей методом пайки. Закрепить понятие проводимости.

1.Записать тему и зарисовать схему в тетрадку.

 Выбрать R > 100 Ом.

 

2.Измерить омметром каждый из резисторов и записать его значение в омах.

 

   R1 =…       R2 =…     R3 =…

  

   R4 =…      R5 =…      R6 =…

 

   R7 =…     Rвх =…

 

3.Определить проводимости каждого из резисторов в Сименсах.

4.Определить общую проводимость в Сименсах.

 

              Gвх(Сим.) = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 + G6 + G7

 

5.Определить общее сопротивление

 

Номер измерения n	1	2	3	4	5	6	7
G расчетное (Сим)
I измеренное(Ампер)

 

7.Измерить токи на каждом резисторе и на входе схемы. Измерить напряжение.

8.Просуммировать токи, проходящие по резисторам, сравнить с общим током. Сравнить Rвх измеренное с расчетным.

9.Записать результаты измерений и свои выводы в тетрадку.

 

Примечание. Жирным шрифтом выделены ключевые слова или термины, курсивом – слова на которые необходимо обратить внимание.

 

Вопросы:

1. Что называется проводимостью?

2. Объяснить, почему сумма проводимостей по резисторам равна общей проводимости всей цепи? В каких единицах измеряется проводимость?

3. Можно ли утверждать, что общая проводимость по всем ветвям параллельной электрической цепи равна сумме проводимостей каждой из этих цепей?

4. Можно ли утверждать, что сумма токов по всем ветвям параллельной электрической цепи равна общему току на входе этой цепи?

5. Можно ли утверждать что напряжение на всех ветвях параллельной электрической цепи одинаково и равно общему напряжению на входе этой цепи? В каких единицах измеряется напряжение?

6. Что называется электрическим узлом?

7. Какое соединение элементов или электрических цепей называется параллельным?

 

Используемое оборудование

 

1. Амперметр (Ампервольтомметр) — один.

2. Омметр (Ампервольтомметр) — один.

3. Калькулятор.

4. Блок питания.

5. Резистор постоянный — 7 штук

6. Соединительные концы.

7. Макетная плата.

8. Паяльник, припой, флюс.

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 13

 

Смешанное соединение резисторов. Определение общего сопротивления.

 

Сведения из теории. Электрическая цепь, имеющая участки последовательно и параллельно соединенных элементов называется цепью смешанных соединений. Общее сопротивление последовательно соединенных элементов равно сумме сопротивлений отдельных элементов цепи. R общ.= R 1 + R 2 + R 3 +….+ Rn. Общая проводимость параллельно соединенных элементов равно сумме проводимостей отдельных элементов. 1/ R общ.= 1/ R 1 + 1/ R 2 + 1/ R 3 +….+ 1/ Rn Сложное смешанное соединение всегда можно упростить, заменяя участки параллельно и последовательно соединенных элементов на один элемент равный им по сопротивлению. В практике бывает необходимым определить общее сопротивление смешанной цепи или ее элемента расчетом. Для определения общего сопротивления смешанной цепи необходимо разбить ее на участки параллельных и последовательных соединений, определить сопротивление этих участков и подставить в цепь вместо соответствующего участка резистор, с рассчитанным значением сопротивления упрощая этим схему электрической цепи. Соединение проводников в одной точке называется электрическим узлом. Сумма токов в узле равна нулю, потому что, сколько тока приходит в узел столько и уходит.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению сопротивлений, закрепить правило расчета общего сопротивления в смешанной цепи, попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

1.Записать тему и зарисовать схему в тетрадку. Подобрать резисторы из условия 10кОм>R> 100 Ом

2. Измерить сопротивления резисторов мультиметром и записать результаты в тетрадку.

3.Собрать схему на плате и определить расчетом сопротивление параллельно соединенных резисторов. 

 Измерить сопротивление Rпар. и сравнить с расчетным.

4.Теперь сопротивления R3 и R2 можно заменить в расчете сопротивлением Rпар. и получится цепь из последовательно соединенных сопротивлений R1 и Rпар.

                                                Тогда       Rобщ = R1 + Rпар.

5.Рассчитайте (Rобщ) и измерьте общее сопротивление ( Rобш. изм )цепи и сравните результаты.

6.Запишите результаты измерений и свои выводы в тетрадку.

 

Примечание. Жирным шрифтом выделены ключевые слова или термины, курсивом – слова на которые необходимо обратить внимание.

 

Вопросы:

1. Какое соединение элементов электрической цепи называется смешанным?

2. Что называется электрическим узлом?

3. Какое соединение элементов электрической цепи называется последовательным?

4. Какое соединение элементов электрической цепи называется параллельным?

 

 

5. Можно ли утверждать, что сумма токов в электрическом узле, состоящем из цепи R1, R2 и R3, равна нулю?

6. Можно ли утверждать, что напряжение на входе делится цепочкой R1 и Rпар. пропорционально величине их сопротивлений.

7. Почему результат расчета не точно совпадает с результатом измерений прибором?

8. Что называется электрическим узлом?

9. Каков порядок упрощения схемы электрической цепи?

10. Для чего упрощать схему электрической цепи?

11. Как получилась формула расчета сопротивления двух параллельно соединенных резисторов?

12. Чем похожи правила расчета сопротивления последовательно соединенных резисторов и проводимости параллельно соединенных резисторов?

 

Используемое оборудование

1. Омметр (Ампервольтомметр) — один.  2. Калькулятор.

3. Резистор постоянный — 3 штуки           4. Соединительные концы.

5. Макетная плата.                                      6. Паяльник, припой, флюс.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14

 

Мостовое соединение резисторов. Свойства моста.

 

Сведения из теории. Мостовой схемой называют две параллельных цепи последовательно включенных элементов. Если это резисторы, то схема соединений элементов представляет квадрат, стороны которого составлены из резисторов и называются «плечами» моста. При подключении источника питания в одну из диагоналей этого «квадрата» последовательные соединения резисторов образует два делителя напряжения. Если напряжение в средней точке одного делителя, составленного из двух резисторов (1), равно напряжению в средней точке другого делителя (2), то разность потенциалов (падение напряжения) между этими средними точками равна нулю и ток по цепи, соединяющей эти точки, не пойдет. Вольтметр или амперметр, включенные в эту цепь покажут нулевые значения напряжения или тока. Такое состояние моста, когда разность потенциалов равна нулю, называется равновесным или сбалансированным, и возникает только при условии R1 / R2 = R31 / R32 или   R1 x R32 = R2 x R31. Произведения  величин сопротивлений противоположных плеч у сбалансированного моста равны.  Для изменения сопротивлений плеч вместо двух резисторов делителя можно поставить переменный резистор, который этой схеме состоит как бы из двух резисторов (R31 и R32), которые делят входное напряжение (Uвх.) каждый пропорционально величине своего сопротивления, а сумма этих напряжений на резисторах равна Uвх. Здесь переменный резистор включен как делитель напряжения и изменяет потенциал напряжения на движущемся электроде пропорционально его перемещению, или говорят, что он включен как потенциометр.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению сопротивлений, закрепить знание свойств мостовой схемы. Познакомится с использованием переменного резистора в качестве делителя напряжения (потенциометра), исследовать свойства мостовой схемы. Попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

1.Записать тему и зарисовать схему             в тетрадку. Выбрать R > 100 Ом., а R1/R2 ≤ 10.

 

             R1 =…. Ом.

 

             R2 =…. Ом.

 

2.Собрать схему и подать входное напряжение U вх. (подключить источник питания).

3.Вращая ручку переменного сопротивления добиться нулевого показания вольтметра включенного в диагональ моста (сбалансировать мост). Измените, напряжение Uвх. и вновь снимите показания вольтметра включенного в диагональ моста.

4.Отключите входное напряжение U вх и измерьте значения сопротивлений             R31 =…. Ом. R32 =…. Ом. отключив потенциометр от схемы. На переменном резисторе это сопротивления между подвижным и неподвижным контактом с каждой стороны.       

5.Произведите расчет по формулам:

 

R 31 = ( R 1 x R 32)/ R 2 и R 32 = ( R 2 x R 31)/ R 1   R31 =……… R32 = ……….

 

R 1 x R 32 = ……… R 2 x R 31 = …………

Сравните полученные результаты.

6.Запишите результаты измерений и расчетов в тетрадь.

 

Вопросы:

1. Какая схема называется электрическим мостом?

2. Что такое «плечи моста» и «диагональ моста»?

3. Каковы условия равновесия моста?

4. Почему переменное сопротивление в этой схеме можно назвать делителем напряжения?

5. Изменяется ли баланс моста при изменении напряжения питания, почему?

6. Каким будет напряжение в диагонали моста, если все сопротивления резисторов составляющих мост будут равны?

7. В каких единицах измеряется напряжение. Как называется прибор, измеряющий напряжение?

8. Изменится ли баланс моста, если изменить питание схемы с постоянного тока на переменный ток?

9. Может ли сумма падений напряжения на плечах моста превышать напряжение питания?

10. Когда резистор переменного сопротивления называется потенциометром?

 

Используемое оборудование

 

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) — один.

3. Омметр (Ампервольтомметр) — один.

4. Калькулятор.

5. Блок питания с регулированием выходного напряжения.

6. Резистор постоянный — 2 штуки

7. Резистор переменный — 1 штука

8. Соединительные концы.

9. Макетная плата.

10. Паяльник, припой, флюс.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 15

Свойства конденсатора.

Сведения из. теории: Устройство, предназначенное для накопления электрических зарядов, называется конденсатором. Основные свойства конденсатора заряд и разряд. Заряд конденсатора — накопление электрических зарядов при подключении к источнику питания. Разряд – расход (уравновешивание) количества разноименных зарядов на обкладках при подсоединении к внешней пассивной электрической цепи. Пассивной электрической цепью называется соединение элементов не имеющее источников питания. Конденсатор, в момент разряда, становится источником питания. Физически конденсатор представляет собой два рядом расположенных проводника объединенных в одном корпусе, не имеющих электрического соединения между собой называемых обкладками конденсатора. Способность накапливать заряды оценивается емкостью конденсатора. Емкость — это количество электрических зарядов, отнесенное к напряжению между обкладками конденсатора, измеряется в Фарадах. Емкость конденсатора зависит от площади обкладок конденсатора и расстояния между ними. Характеристиками конденсатора являются емкость и максимальное напряжение между обкладками, до которого его можно заряжать. Такое напряжение называется рабочим. Время заряда и разряда конденсатора зависит только от емкости конденсатора и сопротивления цепи, по которой происходит заряд (разряд) конденсатора, называется постоянной времени заряда (разряда). Постоянная времени разряда идеального конденсатора не зависит от величины напряжения заряда и тока.  t = C x R t — в секундах. С — в Фарадах. R — в Омах. Напряжение на емкости измеряется вольтметром, имеющим входное сопротивление и оказывающим им влияние на точность измерения времени. Входным сопротивлением называется внутреннее сопротивление измерительного прибора, измеренное на его входных клеммах.

Цель работы:  Проверить, изменяется ли время заряда и разряда о величины поданного напряжения. Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, усвоить понятия емкости, единицы измерения емкости, постоянной времени заряда (разряда) конденсатора. Попрактиковаться в соединения деталей методом пайки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выбрать напряжение и источник питания для заряда конденсатора. U вход. должно быть меньше рабочего напряжения конденсатора.

2. Определить величину сопротивления из соображений длительности разряда более 20 секунд, иначе измерение времени будет неточным. R1 должно быть меньше входного сопротивления вольтметра в 10 раз.

3. Собрать схему и подключить к конденсатору вольтметр с пределом измерений немного большим, чем U входное. 

4. Определить конечное напряжение разряда из формулы    Uк. = 0,35 U вход.

Раза рядить конденсатор, кратковременно замкнув его выводы.

5. Зарядить конденсатор, включив ключ Кл. и проверить напряжение заряда по вольтметру.

6. Одновременно включить секундомер и выключить Кл. наблюдая за снижением напряжения по вольтметру.

7. Выключить секундомер при снижении напряжения до Uк.

8. Провести эксперимент три раза и взять среднее значение.

9.Провести эксперимент при другом напряжении.

 

U (Вольт)	10	10	10	15	15	15	20	20	20
t (сек.)

 

10. Увеличить сопротивление в два раза и повторить измерения.

 

Запишите результаты измерений и свои выводы в тетрадку.

 

ВОПРОСЫ:

1. Какой элемент электрической цепи называется конденсатором?

2. Назовите основные характеристики конденсатора.

3. Что произойдет если увеличить разрядное сопротивление в два раза?

4. Что произойдет, если входное сопротивление вольтметра будет равно разрядному сопротивлению?

5. Одинаково ли время разряда при разных напряжениях, и неизменных емкости и сопротивлении резистора.

6. Что называется постоянной времени заряда (разряда) и от чего зависит ее величина?

7.Что такое «емкость конденсатора»?

8.Каковы основные свойства конденсатора?

9.В каких единицах измеряется емкость конденсатора?

10.Что называется обкладками конденсатора, сколько их?

11. Какая электрическая цепь называется пассивной?

 

 

Используемое оборудование

 

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) — один.

2. Блок питания постоянного напряжения с регулированием.

3. Калькулятор.

4. Секундомер.

5. Резистор постоянный — 1 шт.

6. Конденсатор постоянной емкости не менее 50 мкФ. — 1 шт.

7. Соединительные концы.

8. Ключ соединительный (тумблер)

9. Макетная плата.

10.Паяльник, припой, флюс.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 16

 

Определение емкости конденсатора методом измерения времени заряда и разряда.

 

Сведения из теории. Емкость конденсатора – характеристика его свойства накапливать электрические заряды на своих обкладках. Единица измерения емкости – Фарада (микроФарада, наноФарада, пикоФарада). Накопление электрических зарядов конденсатором называется зарядом, а расход зарядов – разрядом. В момент разряда конденсатор становится источником электрического тока. Время разряда конденсатора на пассивную электрическую цепь называется постоянной времени разряда. Пассивной электрической цепью называется соединение элементов не имеющее источников питания. Постоянная времени заряда и разряда конденсатора не зависит от величины напряжения заряда и тока, а зависит только от сопротивления и емкости конденсатора. t = C x R t — в секундах. С — в Фарадах. R — в Омах. Тогда измерив величину сопротивления разрядной цепи и времени разряда конденсатора можно определить его емкость

С(Фарад) = t(сек)/R(Ом).

Этот метод измерения, при котором измеряются величины входящие в формулу, а затем рассчитывается нужная величина называется косвенным методом измерения. Подобный метод измерения применим для конденсаторов большой емкости (в основном полярных), потому, что измерение времени с помощью секундомера возможно только более 5 секунд. Чем меньше время разряда, тем менее точно измерение.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, освоить метод измерения емкости конденсатора методом измерения времени разряда и разрядного сопротивления. Практика соединения деталей методом пайки.

1. Выбрать напряжение и источник питания для заряда конденсатора. U вход. должно быть меньше рабочего напряжения конденсатора. R1 должно быть меньше входного сопротивления вольтметра в 10 раз.

 

 2. Определить величину сопротивления из соображений длительности разряда в пределах 10-100 секунд, иначе измерение времени будет неточным. R1 должно быть меньше входного сопротивления вольтметра в 10 раз.

3. Собрать схему и подключить к конденсатору вольтметр с пределом измерений немного большим, чем U вход. 

4. Определить конечное напряжение разряда из формулы Uк. = 0,35 U вход.

Разрядить конденсатор, кратковременно замкнув его выводы.

5. Зарядить конденсатор, включив ключ Кл. и проверить напряжение заряда по вольтметру.

6. Включить секундомер и выключить Кл. наблюдая за снижением напряжения по вольтметру.

7. Выключить секундомер при снижении напряжения до Uк. Записать результат измерений. Повторить измерения дважды. Если время разряда при неизменных условиях сильно отличается, повторить измерения третий раз, учесть в расчете близкие значения.

8. Рассчитать емкость конденсатора по формуле

                                     

9. Провести эксперимент три раза и взять среднее значение.

10.Запишите результаты измерений и свои выводы в тетрадку.

 

ВОПРОСЫ:

1. Какой метод измерения называется косвенным?

2.Что такое «емкость конденсатора»?

3. Какая электрическая цепь называется пассивной?

4. В каких единицах измеряется емкость?

5. Что произойдет если увеличить разрядное сопротивление в два раза?

6. Что произойдет если увеличить напряжение заряда конденсатора в два раза?

7. Что произойдет, если входное сопротивление вольтметра будет равно разрядному сопротивлению?

8. В каких единицах необходимо подставить значения времени и сопротивления в формулу, чтобы получить значение емкости в Фарадах?

9. Для каких конденсаторов применим метод измерения емкости по времени заряда и разряда конденсатора.

10. Что называется «постоянной времени разряда» конденсатора.

 

Используемое оборудование

 

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) — один.

2. Блок питания постоянного напряжения.

3. Калькулятор.

4. Секундомер.

5. Резистор постоянный — 1 штука

6. Конденсатор постоянной емкости — 1 штука

7. Соединительные концы.

8. Ключ соединительный (тумблер)

9. Макетная плата.

10.Паяльник, припой, флюс.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 17

 

Параллельное соединение емкостей. Определение суммарной емкости конденсаторов методом измерения времени разряда.

   

Сведения из теории. Основное свойство конденсатора накопление электрических зарядов при подключении к источнику питания — заряд и разряд – уравновешивание количества разноименных зарядов на обкладках. Способность накапливать заряды оценивается емкостью конденсатора. Емкость — это количество зарядов, отнесенное к напряжению между обкладками конденсатора, измеряется в Фарадах (микрофарадах, нанофарадах, пикофарадах). Емкость конденсатора зависит от площади его обкладок и расстояния между ними. Изменение площади обкладок, следовательно, емкости, возможно механическим путем (сдвиганием и раздвиганием обкладок) или параллельным соединением отдельных конденсаторов. Механическое изменение площади обкладок применяется в конденсаторах переменной емкости, но их емкость сравнительно невелика 10-500пФ. Для изменения большой емкости используется параллельное соединение конденсаторов.

Время заряда и разряда емкости не зависит от величины напряжения заряда и тока, а зависит только от сопротивления цепи и емкости конденсатора, поэтому называется постоянной времени заряда для данных емкости и сопротивления. t = C x R t -в секундах. С -в Фарадах. R — в Омах. При параллельном соединении конденсаторов их величины их емкостей складываются, время разряда увеличивается пропорционально суммарной емкости.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, освоить метод измерения суммы емкостей конденсаторов методом измерения времени разряда. Убедится, что общая емкость конденсаторов, при параллельном соединении, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Убедится, что постоянная времени разряда получившейся емкости на одно и тоже сопротивление — равна сумме отдельных постоянных времени. Попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

   

 

1. Выбрать напряжение и источник питания для заряда конденсаторов. U вход. должно быть меньше рабочего напряжения конденсатора.

2. Определить величину сопротивления из соображений длительности разряда в пределах 10-100 секунд, иначе измерение времени будет неточным. R1 должно быть меньше входного сопротивления вольтметра в 10 раз. R1 = ……….

3. Собрать схему с одним конденсатором С1наименьшим по емкости и подключить к нему вольтметр с пределом измерений немного большим, чем U вход.

4. Определить конечное напряжение разряда из формулы Uк. = 0,35 U вход.

5. Зарядить конденсатор, включив ключ Кл. и проверить заряд по вольтметру.

6. Одновременно включить секундомер и выключить Кл. наблюдая за снижением напряжения по вольтметру.

7. Выключить секундомер при снижении напряжения до Uк. Записать результаты измерений в таблицу. Повторить измерения дважды. Если время разряда при неизменных условиях сильно отличается, повторить измерения третий раз, записать близкие значения.

 

 

Конденсатор	С1	С1+С2	С1+С2	С1+С2+С3	С1+С2+С3
U (Вольт)
t (сек.)
Емкость(мкФ)

        

  8. Рассчитать емкость цепи конденсаторов по формуле:

  9. Повторить пункты 5, 6, 7, 8 подсоединяя дополнительные конденсаторы и сравнивая расчетные значения с суммой емкостей указанных на корпусе подсоединенных конденсаторов.

10.Запишите результаты измерений и свои выводы в тетрадку.

 

ВОПРОСЫ:

1. Можно ли сказать, что время разряда увеличивается пропорционально общей емкости конденсаторов?

2. Что произойдет, если входное сопротивление вольтметра будет равно разрядному сопротивлению?

3. Что произойдет, если зарядное напряжение превысит значение напряжения указанное на одном из конденсаторов?

4. Можно ли сказать, что общая емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей включенных конденсаторов?

5. Можно ли сказать, что постоянная времени разряда параллельно соединенных конденсаторов равна сумме постоянных разряда отдельных конденсаторов?

6. В каких единицах измеряется электрическая емкость?

7. Как называется конденсатор, изменяющий свою емкость?

 

Используемое оборудование

 

1. Вольтметр (Ампервольтомметр) — один.

2. Калькулятор.

3. Блок питания постоянного напряжения.

4. Секундомер.

5. Резистор постоянный — 1 штука

6. Конденсатор постоянной емкости — 3 штуки

7. Соединительные концы.

8. Ключ соединительный (тумблер)

9. Макетная плата.

10.Паяльник, припой, флюс.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 18

 

Диод. Выпрямление переменного тока. 

 

Сведения из теории. Диод – элемент электрических схем имеющий свойство   пропускать ток в только одном (прямом) направлении. Под «прямым» направлением тока понимается движение зарядов от «плюса» к «минусу». Это свойство диодов используется для преобразования переменного тока, меняющего как направление, так и величину, в пульсирующий, который изменяет свою величину, но течет в одном направлении. На диод, включенный последовательно с нагрузкой, из источника переменного тока подается ЭДС. Когда полярность ЭДС совпадает с направлением пропускания тока диодом, ток течет через диод в нагрузку и возвращается к источнику тока. Когда полярность ЭДС не совпадает с направлением пропускания тока диодом, ток практически не течет. Устройства, преобразующие переменный ток в пульсирующий называются выпрямителями. Время полного цикла изменения направления тока называется периодом. Время, когда ток течет только в одном направлении, называется полупериодом. Схема выпрямителя, пропускающая ток только при одном полу периоде переменного напряжения называется однополупериодной. Для уменьшения пульсаций напряжения (Uвых.) после выпрямления подключают конденсатор Сф. который сглаживает пульсацию на выходе за счет имеющегося в нем заряда. Конкретный тип диода имеет предел по максимально пропускаемому тока и обратному напряжению, эти характеристики указываются в его техническом паспорте или справочнике. Обратное напряжение, прикладываемое к диоду равно максимальному (амплитудному) напряжению половины периода, плюс напряжение на конденсаторе, поэтому обратное напряжение диода должно определяться из условия:

                        Uобр > 1,41 x Uвх + Uo

 где Uобр — обратное напряжение диода

   Uвх — входное напряжение на выпрямитель

   Uo — выходное напряжение с выпрямителя при наличии в цепи емкости, при отсутствии емкости Uo = 0.

При отсутствии в цепи емкости, однополупериодный выпрямитель вдвое уменьшает входное напряжение переменного тока, потому, что пропускает только одну половину периода напряжения и тока.

При выборе диода используют два условия:

1. Обратное напряжение Uобр. должно быть меньше или равно допустимому для данного диода обратному напряжению из справочных данных.

2. Ток, проходящий по диоду должен быть меньше или равен току допустимому для данного диода из справочных данных.

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, закрепить знание свойств диодов. Познакомится с использованием диодов для уменьшения напряжения, свойствами однополупериодной схемы выпрямителя. Попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

1.Собрать схему с лампочкой на плате, предъявить преподавателю перед включением для проверки правильности монтажа. Зарисовать схему, записывать результаты и выводы в тетрадь.

2.Подключить схему к источнику питания переменного тока, измерить напряжение на лампочке ней (Uлн). Измерить напряжение на диоде (Uобр.д) и входе схемы (Uвх). Объяснить результат.

3. Подключить схему к источнику питания постоянного тока с напряжением равным напряжению лампочки, вначале «плюс к плюсу», а потом «минус к плюсу». Объяснить полученный результат.

4.Подключить схему к источнику питания переменного тока, заменив лампочку и подключив конденсатор параллельно ей, измерить напряжение на лампочке ней (Uлн). Измерить напряжение на диоде (Uобр. д) и входе схемы (Uвх). Объяснить результат.

5. Подключить схему к источнику питания постоянного тока с напряжением равным напряжению лампочки «плюс к плюсу», с конденсатором. Объяснить полученный результат.

ВОПРОСЫ

1. Как называется элемент электрической схемы пропускающий ток в одном направлении?

2. Какое направление электрического тока считается «прямым», а какое «обратным»?

3. Как протекают токи в выпрямителе (показать по схеме)?

4. Какие характеристики диода тебе известны?

5. Из каких условий подбирается диод по характеристикам?

6. Какие виды электрического тока тебе известны, чем они отличаются друг от друга?

7. Где образуется падение напряжения при «прямом» полупериоде, а где при «обратном»?

8. Можно ли использовать диод в качестве делителя напряжения при переменном токе на активной нагрузке? Возможно ли это при постоянном токе?

9. Почему при подключении схемы к источнику постоянного тока лампочка при совпадении полярности горит, а при несовпадении не горит?

10. Повысится ли напряжение на лампочке, если параллельно ей подключить конденсатор большой емкости при источнике питания переменного напряжения. Если да, то почему?

 

Используемое оборудование

1. Ампервольтомметр — один.                     

2. Лампочка накаливания. — одна

3. Диоды выпрямительные — 1 шт.

4. Соединительные концы.

5. Макетная плата.

6. Паяльник, припой, флюс.

7. Источник переменного тока — 1 шт.

8.Источник постоянного тока — 1 шт.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 18А

 

Диод. Выпрямление переменного тока. 

 

Сведения из теории. Диод – элемент электрических схем имеющий свойство   пропускать ток в только одном (прямом) направлении. Под «прямым» направлением тока понимается движение зарядов от «плюса» к «минусу». Это свойство диодов используется для преобразования переменного тока, меняющего как направление, так и величину, в пульсирующий, который изменяет свою величину, но течет в одном направлении. На диод, включенный последовательно с нагрузкой, из источника переменного тока подается ЭДС. Когда полярность ЭДС совпадает с направлением пропускания тока диодом, ток течет через диод в нагрузку и возвращается к источнику тока. Когда полярность ЭДС не совпадает с направлением пропускания тока диодом, ток практически не течет. Устройства, преобразующие переменный ток в пульсирующий называются выпрямителями. Время полного цикла изменения направления тока называется периодом. Время, когда ток течет только в одном направлении, называется полупериодом. Схема выпрямителя, пропускающая ток только при одном полу периоде переменного напряжения называется однополупериодной. Для уменьшения пульсаций напряжения (Uвых.) после выпрямления подключают конденсатор Сф. который сглаживает пульсацию на выходе за счет имеющегося в нем заряда.

Конкретный тип диода имеет предел по максимально пропускаемому тока и обратному напряжению, эти характеристики указываются в его техническом паспорте или справочнике.

При отсутствии в цепи емкости, однополупериодный выпрямитель вдвое уменьшает входное напряжение переменного тока, потому, что пропускает только одну половину периода напряжения и тока.

 

 

При выборе диода используют два условия:

1. Обратное напряжение Uобр. должно быть меньше или равно допустимому для данного диода обратному напряжению из справочных данных.

2. Ток, проходящий по диоду должен быть меньше или равен току допустимому для данного диода из справочных данных

Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, закрепить знание свойств диодов. Познакомится с использованием диодов для уменьшения напряжения, свойствами однополупериодной схемы выпрямителя. Попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.

1.Собрать схему для исследования свойств, предъявить преподавателю перед включением для проверки правильности монтажа. Зарисовать схему, записывать результаты и выводы в тетрадь.

2. Подключить схему к источнику питания постоянного тока с напряжением равным напряжению лампочки, вариант 1, а потом вариант 2. Объяснить полученный результат

3.Подключить схему к источнику питания переменного тока, измерить напряжение на лампочках 1 и 2, а затем напряжение на источнике питания. Объяснить результат.

4.Подключить схему к источнику питания переменного тока, подключив конденсатор параллельно Лн1 или Лн2, измерить напряжение на лампочке. Объяснить результат.

ВОПРОСЫ

1. Как называется элемент электрической схемы пропускающий ток в одном направлении?

2. Какое направление электрического тока считается «прямым», а какое «обратным»?

3. Как протекают токи в выпрямителе (показать по схеме)?

4. Какие характеристики диода тебе известны?

5. Из каких условий подбирается диод по характеристикам?

6. Какие виды электрического тока тебе известны, чем они отличаются друг от друга?

7. Почему при подключении схемы к источнику постоянного тока лампочка при совпадении полярности горит, а при несовпадении не горит?

8. Повысится ли напряжение на лампочке, если параллельно ей подключить конденсатор большой емкости при источнике питания переменного напряжения. Если да, то почему?

 

Используемое оборудование

1. Ампервольтомметр — один.                     

2. Лампочка накаливания. — одна

3. Диоды выпрямительные — 1 шт.

4. Соединительные концы.

5. Макетная плата.

6. Паяльник, припой, флюс.

7. Источник переменного тока — 1 шт.

8.Источник постоянного тока — 1 шт.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 19

 

Использование электромагнитного и электрического полей. » Мигалка на реле»

       Сведения из теории. В схеме используется свойство диода пропускать ток в одном направлении для преобразования переменного тока в пульсирующий, который изменяет свою величину, но течет в одном направлении. В реле используются также свойство катушки с проводом возбуждать (индуцировать) в пространстве магнитное поле при прохождении по проводу электрического тока. Магнитное поле – это среда, через которую осуществляется взаимодействие между магнитами. Такая катушка называется электромагнитом или индуктивностью. Свойство электромагнита — притягивать к себе магнитные материалы. В реле электромагнит притягивает к себе железную пластинку (якорь), которая в свою очередь, механически соединена с электрическими контактами, включающими и выключающими электрическую цепь. Реле – устройство, включающее или переключающее электрическую цепь под действием электрического тока. Конденсатор используется для накопления электрического заряда, необходимого для поддержания тока в катушке реле при отключении от источника от источника питания. Время заряда, или разряда конденсатора зависит только от его емкости и сопротивления цепи, по которой течет ток. Меняя емкость или сопротивление цепи можно изменять время заряда-разряда, а следовательно частоту включения и выключения реле. .

Работа схемы: На вход устройства поступает переменная ЭДС. Диод, пропуская ток в одном направлении, одновременно заряжает конденсатор и подпитывает электромагнитную катушку реле. В начальный момент времени, ток заряжает конденсатор, постепенно повышая на нем и электромагнитной катушке реле напряжение. Балластный резистор R ограничивает ток заряда. После заряда конденсатора до напряжения срабатывания реле, электромагнит реле притянет якорь, и реле переключит свои контакты. Контакты реле бывают трех видов — нормально-замкнутые, нормально-разомкнутые и переключающие. В данной схеме используется переключающий контакт, но можно совместно использовать нормально-замкнутые и нормально-разомкнутые. Переключающий контакт, при срабатывании реле, замкнет цепь питания лампочки, и разорвет цепь питания электромагнита и конденсатора. Катушка реле питается энергией запасенной в конденсаторе, до тех пор, пока конденсатор не разрядится на до напряжения отпускания якоря реле. После разряда, катушка «отпустит» якорь, и он, с помощью соединенных с ним контактов, подключит цепь питания электромагнита реле и конденсатора, а также отключит лампочку. Далее процесс будет циклически повторяться до отключения устройства от источника питания.

Цель работы: Познакомиться с практическим использованием свойств диода для выпрямления переменного тока, использованием электромагнитных реле и конденсаторов в электронных схемах. Усвоить понятия индуктивность, якорь, реле, наименования контактов реле, принцип его работы, характеристики. Попрактиковаться в соединении деталей методом пайки, получить навык в работе с авометром.

Порядок работы:

1. Измерить сопротивление обмотки катушки электромагнита реле Rр.

2. Подключить реле к блоку питания и определить напряжение (Uср) срабатывания реле, или узнать его из паспортных данных.

3. Определить ток срабатывания реле по закону Ома. Iср. = Uср./ Rр.

4. Определить напряжение используемого источника питания.

5. Подобрать сопротивление балластного резистора исходя из условия :

Rб = Uпит./5*Iср , рассчитать его мощность Р = Uпит. * I ср.

6. Подобрать ближайшее по номиналу балластное сопротивление.

 7.Подобрать диод исходя из условия Uобр. д > Uпит + Uср. Iд > 2*Iср.

 8. Подобрать конденсатор исходя из условия Uc > Uср , С = Rб./ t   где t — время заряда конденсатора (переключения реле).

9.Собрать схему на плате, предъявить преподавателю перед включением для проверки правильности монтажа.

10.Подключить схему к источнику питания, пронаблюдать за ее работой. Измерить напряжение вольтметром на входе (Uпит.), Лн1 и С. Объяснить результаты измерений .

 

 

ВОПРОСЫ

1. Какой выпрямитель используется в схеме одно или двухполупериодный?

2. Что называется электрическим полем?

3. В каком элементе схемы используются свойство электрических зарядов притягиваться через электрическое поле? Какие заряды притягиваются, одноименные или разноименные?

4. Что такое постоянная времени заряда, как она используется в работе схемы?

5. Через сопротивление, каких элементов схемы происходит заряд и разряд конденсатора?

6. Что называется магнитным полем?

7. Как используется в работе схемы электромагнит? При каком токе притяжение электромагнита сильнее, а когда слабее?

8. Что такое электромагнитное реле?

9. Какие основные характеристики диода, конденсатора и реле тебе известны?

10. Когда время заряда конденсатора будет равно времени его разряда?

11. Найди и покажи на схеме электрические узлы.

12. Какие виды контактов реле (по назначению) тебе известны?

13. По каким основным параметрам подбирается диод?

 

Используемое оборудование

1. Ампервольтомметр — один.

2. Реле электромагнитное переключающим контактом — одно.

3. Лампочка накаливания. — одна

4. Диоды выпрямительные — 1 шт.

5. Конденсаторы полярные — 1 шт.

6. Соединительные концы.

7. Макетная плата.

8. Паяльник, припой, флюс.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 20

 

Резистор в цепи затвора или как делать правильно / Хабр

Всем доброго времени суток!

Эта небольшая статья возможно станет шпаргалкой для начинающих разработчиков, которые хотят проектировать надежные и эффективные схемы управления силовыми полупроводниковыми ключами, обновит и освежит старые знания опытных специалистов или может хотя бы где-то поцарапает закрома памяти читателей.

Любому из этих случаев я буду очень рад.

В этой заметке я попробую описать наиболее распространенные вопросы выбора затворных резисторов для силовых электронных устройств. Она базируется на знаниях, почерпнутых мной из разной литературы, апноутов от TOSHIBA, Infineon, Texas Instruments а также из скромной практики. Стоит заметить, что эта информация не дает прямо универсальных рекомендаций для каждого силового ключа. Тем не менее, можно проанализировать какие предположения могут быть важны и какое влияние они могут оказать на выбор резисторов затвора для дискретных силовых транзисторов, а также для силовых модулей.

Основы

Затворный резистор расположен в цепи между драйвером силового транзистора и затвором самого транзистора, как показано на изображении в шапке статьи.

Открыт или закрыт полевой ключ (IGBT/MOSFET) зависит от приложенного к затвору напряжения. Изменение этого напряжения заряжает или разряжает затворные емкости силового устройства, которые состоят из емкостей затвора-коллектора и затвора-эмиттера и небольшой емкости самого затвора. Заряд входных емкостей ключа включит его (ток ), а разряд выключит (ток ).

Резистор в данной цепи ограничивает ток заряда/разряда входных емкостей, помимо этого, правильно подобранный резистор не даст ключу самопроизвольно открываться, что иногда может случиться, из-за быстрого изменения напряжения на силовых выводах ключа например, такое может случиться, когда в полумостовой топологии соседний ключ открывается. В таком случае емкость перезаряжается и ток, протекающий через затворный резистор вызывает на нем падение напряжения, которое и может открыть ключ. К тому же порог открывания ключа часто сильно опускается при росте температуры кристалла полупроводника.

Что нужно знать и как выбрать “правильный” резистор

1. Максимальный ток заряда/разряда выхода драйвера

Любая микросхема драйвера имеет такой параметр, как максимальный выходной ток. Если ток затвора при открытии/закрытии ключа превысит значение максимального выходного тока, то драйвер может выйти из строя, поэтому, в данном случае, затворный резистор ограничит выходной ток драйвера.

Можно составить эквивалентную модель цепи, по которой и рассчитать необходимое значение резистора:

Следуя несложным умозаключениям, можем получить формулы для расчета тока драйвера, и подобрать резистор затвора таким, чтобы не превысить максимально допустимые параметры драйвера:

2. Рассеиваемая мощность

Также одна из важных функций затворного резистора — рассеивать мощность выходного каскада микросхемы драйвера. В соответствии с моделью выше, рассеиваемую мощность можно посчитать с помощью следующих формул:

Тут — заряд затвора ключа, а — частота коммутации.
После расчета и подбора резистора важно соблюдать следующее условие:

где — собственное потребление драйвера.

Тут еще есть небольшое примечание, в большинстве даташитов на ключи указывают заряд затвора при определенных условиях, например при напряжении управления затвором +15В…-15В, если же в Вашей схеме другое напряжение управления, например +15В…0В, или же +15…-8В, то достаточно точно определить заряд затвора помогут следующие соотношения:

3. Скорость включения и электромагнитная совместимость

Давайте рассмотрим потери на переключение, как функцию от сопротивления затворного резистора. Я возьму ключ, который я недавно использовал в своем небольшом проекте — IKW40N120 от любимых Infineon:

Как можно заметить, при увеличении сопротивления затвора, скорость переключения уменьшается и потери на переключения растут. Соответственно это повлияет на эффективность системы в целом. Напротив, если применять меньшее сопротивление затвора, переключение станет более быстрым и потери уменьшаться, но при этом шум, вызванный быстрым нарастанием тока и напряжения, будет увеличиваться, что может быть критично, когда нужно отвечать требованиям электромагнитной совместимости поэтому значение сопротивления затвора нужно выбирать очень аккуратно.

4. То самое “паразитное” включение

В начале, когда я писал о функциях затворного резистора, я упоминал о возможности ключа самопроизвольно включиться. Чтобы такого не случилось, можно рассчитать напряжение, которое может появиться на затворе транзистора, посмотрим на изображение ниже и запишем две небольшие формулы:

И не стоит забывать, что напряжение открытия ключа сильно зависит от температуры кристалла, и это тоже нужно учитывать.

Заключение

Теперь у нас есть формулы для оптимального (в какой-то степени) подбора с первого взгляда такого простого элемента силовой схемы, как затворный резистор.

Вполне возможно вы не нашли тут ничего нового, но я надеюсь, что хоть кому-то эта заметка окажется полезной.

Также для расширения кругозора в том числе в области управлении силовыми ключами очень советую выделять часик-два в неделю на прочтение всяких статей и апноутов от именитых производителей силовой электроники, в особенности о применении микросхем драйверов. Уверен, найдёте там очень много интересностей. Для старта, и чтобы углубится в рассмотренную тему предлагаю вот эту.

Спасибо за прочтение!

Как выбрать значение резистора в делителе напряжения?

Как выбрать значение резистора в делителе напряжения?

---

Я понимаю, что выходное напряжение определяется соотношением между двумя значениями резисторов, и что если оба резистора одинаковы, то выходное напряжение будет одинаковым для всех; но что лежит в основе выбора значений резисторов? Существует необходимость учитывать выходной ток, чтобы выбрать значение резистора.

resistors  voltage-divider 

— Coldblackice
источник

---

---

Ответы:

---

Суть актуальная.

Посмотрите на эту схему. Наведите указатель мыши на символ земли, и вы увидите, что ток составляет 25 мА. Теперь посмотрим на эту схему , и вы увидите , что выходной ток равен .2.5 μA2.5 μA

Теперь посмотрим, как схемы ведут себя под нагрузкой. Вот первая схема с нагрузкой. Как видите, ток нагрузки 2,38 мА проходит через нагрузочный резистор справа, и напряжение на нем больше не является ожидаемым 2,5 В, а вместо этого 2,38 В (потому что два нижних резистора параллельны). Если мы посмотрим на второй контур здесьмы увидим, что теперь верхний резистор падает примерно на 5 В, а два нижних резистора имеют напряжение 4,99 мВ. Это потому, что отношение резисторов были изменены здесь. Поскольку два нижних резистора теперь параллельны, и у нас есть один резистор со значительно большим сопротивлением, чем у другого, их суммарное сопротивление незначительно по сравнению с сопротивлением только нижнего правого резистора (вы можете проверить это с помощью формул параллельных резисторов). Таким образом, теперь выходное напряжение значительно отличается от 2,5 В, которые мы получаем в случае холостого хода.

Теперь давайте взглянем на противоположной ситуации: два небольших резисторов делителя напряжения и один большой в качестве нагрузки здесь . Снова объединенное сопротивление двух нижних резисторов меньше, чем сопротивление меньшего резистора двух. Однако в этом случае это не оказывает большого влияния на напряжение, видимое нагрузкой. Он все еще имеет напряжение 2,5 В, и пока все в порядке.

Таким образом, суть в том, что при определении сопротивления резисторов мы должны учитывать входное сопротивление нагрузки, а два резистора делителя напряжения должны быть как можно меньше.

С другой стороны, давайте сравним ток, проходящий через делитель в цепи с большими резисторами на делителе и цепь с маленькими резисторами на делителе . Как вы можете видеть, большие резисторы имеют ток только проходящие через них и небольшие резисторы имеют ток 25 мА. Дело в том, что ток теряется делителем напряжения, и если бы это было, например, частью устройства с батарейным питанием, это отрицательно сказалось бы на сроке службы батареи. Таким образом, резисторы должны быть максимально большими, чтобы снизить потерянный ток.2.5 μA2.5 μA

Это дает нам два противоположных требования: иметь как можно меньше резисторов, чтобы лучше регулировать напряжение на выходе, и как можно больше резисторов, чтобы получить как можно меньше потерянного тока. Таким образом, чтобы получить правильное значение, мы должны увидеть, какое напряжение нам нужно на нагрузку, насколько оно должно быть точным, и получить входное сопротивление нагрузки и исходя из этого рассчитать размер резисторов, которые нам нужны, чтобы нагрузка была приемлемой. напряжение. Затем нам нужно поэкспериментировать с более высокими значениями резистора делителя напряжения и посмотреть, как они будут влиять на напряжение, и найти точку, где у нас не может быть большего изменения напряжения в зависимости от входного сопротивления. В этот момент у нас (в целом) есть хороший выбор резисторов делителя напряжения.

Другим моментом, который необходимо учитывать, является номинальная мощность резисторов. Это относится к резисторам с большим сопротивлением, потому что резисторы с меньшим сопротивлением будут рассеивать больше энергии и больше нагреваться. Это означает, что они должны быть больше (и, как правило, дороже), чем резисторы с большим сопротивлением.

100 kΩ100 kΩ10 kΩ10 kΩ1 kΩ1 kΩ

— AndrejaKo
источник

---

---

---

---

---

---

Делитель напряжения сам по себе бесполезен. Делитель должен подавать свой вывод во что-то. Иногда это что-то вроде регулировки смещения в цепи операционного усилителя или иногда напряжения обратной связи на регуляторе напряжения. Есть тысячи вещей, которыми может питаться делитель.

Что бы ни делил делитель, он будет принимать ток. Иногда это называется «входной ток». В других случаях это на самом деле не указано или не известно. Иногда ток течет «из» разделителя, а иногда течет «в» разделитель. Этот ток может испортить точность делителя, поскольку ток будет проходить через один резистор больше, чем через другой. Чем больше входной ток, тем выше точность делителя.

Вот очень грубое правило: ток, протекающий через два резистора (при условии отсутствия входного тока), должен быть в 10-1000 раз больше, чем входной ток. Чем больше ток протекает через эти резисторы, тем меньше будет влияние входного тока.

Поэтому каждый раз, когда у вас есть делитель, вы пытаетесь сбалансировать точность и энергопотребление. Более высокий ток (резисторы с более низким значением) даст вам лучшую точность за счет увеличения потребляемой мощности.

Во многих случаях вы обнаружите, что входной ток настолько высок, что сам по себе делитель напряжения не будет работать. Для этих схем вы можете использовать делитель, питающий операционный усилитель, настроенный как «буфер усиления усиления». Таким образом, резисторы могут иметь достаточно высокие значения и не подвержены влиянию входного тока остальной цепи.

— Сообщество
источник

---

---

---

AndrejaKo и David дали хорошие ответы, поэтому нет необходимости повторять их здесь.

Дэвид упоминает буфер усиления единства.

ΩΩμμΩΩ

Входной полевой транзистор операционные усилители имеет гораздо более низкий входной ток смещения, часто в порядке пА .

— stevenvh
источник

---

---

---

Если делитель предназначен для обеспечения части напряжения сигнала на входе АЦП, то в конструкции есть еще одна проблема: в преобразователях SAR для фиксированной частоты дискретизации на входе АЦП подключен максимально допустимый внешний импеданс; чтобы зарядить конденсатор образца надлежащим напряжением перед следующим образцом. 2 / R. Таким образом, ваше сопротивление по закону Ом будет верхним резистором (R1), и комбинация резисторов будет использоваться в расчете для рассеивания мощности. Вы можете сделать свои расчеты для R1 на основе этого. Затем вы можете рассчитать R2 по входным и выходным напряжениям и выбранному вами значению R1. Я лично использую этот онлайн калькулятор, чтобы облегчить мне жизнь.

— Reid
источник

---

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.

Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.

Делитель напряжения для двух резисторов. Калькулятор. Напряжение [В

_s ]

АбвольтАттовольтСантивольтДецивольтДекавольтEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаФемтовольтГигавольтГектовольтКиловольтМегавольтМикровольтМилливольтНановольтПетавольтПиковольтПланк НапряжениеСтавольтТеравольтАмпервольт9ВольтYВатт на0009

+10%

-10%

✖Resitance 1 является мерой противодействия теку сопротивленияESU сопротивленияExaohmGigaohmKilohmMegohmMicroohmMilliohmNanohmOhmPetaomPlanck ImpedanceQuantized Hall ResistanceReciprocal SiemensStatohmVolt per AmperEYottaohmZettaohm

+10%

-10%9

✖Resistance 2 is a measure of the opposition to current flow in an electrical circuit. ⓘ Resistance 2 [R ₂ ]

AbohmEMU of ResistanceESU of ResistanceExaohmGigaohmKilohmMegohmMicrohmMilliohmNanohmOhmPetaohmPlanck ImpedanceQuantized Hall ResistanceReciprocal SiemensStatohmVolt per AmpereYottaohmZettaohm

+10%

-10%

✖Напряжение на резисторе 1 определяется как напряжение на резисторе 1 в цепи, состоящей из источника напряжения и двух резисторов, 1 и 2, соединенных последовательно.ⓘ Делитель напряжения на два резистора [V R1 ]

AbvoltAttovoltCentivoltDecivoltDekavoltEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаFemtovoltGigavoltHectovoltKilovoltMegavoltMicrovoltMillivoltNanovoltPetavoltPicovoltPlanck VoltageStatvoltTeravoltVoltWatt per AmpereYoctovoltZeptovolt

⎘ Копировать

👎

Формула

Перезагрузить

👍

Делитель напряжения на два резистора Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1: Преобразование входных данных в базовую единицу

Напряжение источника: 120 В —> 120 В Преобразование не требуется
Сопротивление 1: 12,5 Ом —> 12,5 Ом Преобразование не требуется Требуется
Сопротивление 2: 11,5 Ом —> 11,5 Ом Преобразование не требуется

ШАГ 2: Вычисление формулы

ШАГ 3: Преобразование результата в единицу измерения выхода

62,5 Вольт —> Преобразование не требуется

< 10+ калькуляторов цепей постоянного тока

Делитель напряжения на два резистора Формула

Напряжение резистора 1 = Напряжение источника*((Сопротивление 1)/(Сопротивление 1+Сопротивление 2))
V _R1 = V _s *((R ₁ )/(R ₁ +R ₂ ))

Как делится напряжение в последовательной цепи?

Напряжение питания распределяется между компонентами в последовательной цепи.
Сумма напряжений на последовательно соединенных компонентах равна напряжению источника питания.
Напряжения на каждом из последовательно соединенных компонентов находятся в той же пропорции, что и их сопротивления. Это означает, что если два одинаковых компонента соединены последовательно, напряжение питания делится на них поровну.

Как рассчитать делитель напряжения для двух резисторов?

Калькулятор делителя напряжения для двух резисторов использует Напряжение на резисторе 1 = Напряжение источника*((Сопротивление 1)/(Сопротивление 1+Сопротивление 2)) для расчета напряжения на резисторе 1. Формула делителя напряжения для двух резисторов определяется как деление напряжения в цепи, состоящей из напряжения источник и два сопротивления, соединенные последовательно. Напряжение резистора 1 обозначено символом В _R1 .

Как рассчитать делитель напряжения для двух резисторов с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для делителя напряжения для двух резисторов, введите Source Voltage (V _s ) , сопротивление 1 (R ₁ ) и сопротивление 2 (R ₂ ) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет делителя напряжения для двух резисторов с заданными входными значениями -> 62,5 = 120*((12,5)/(12,5+11,5)) .

Часто задаваемые вопросы

Что такое делитель напряжения для двух резисторов?

Формула делителя напряжения для двух резисторов определяется как деление напряжения в цепи, состоящей из источника напряжения и двух последовательно соединенных сопротивлений, и представляется как В _R1 = В _s *((R ₁ )/(R ₁ +R ₂ )) или Напряжение резистора 1 = Напряжение источника*((Сопротивление 1)/(Сопротивление +Сопротивление 2)) . Напряжение источника — это разность электрических потенциалов между двумя точками, которая определяется как работа, необходимая на единицу заряда для перемещения пробного заряда между двумя точками. Сопротивление 1 — это мера противодействия протеканию тока в электрической цепи. Сопротивление 2 является мерой сопротивления протеканию тока в электрической цепи.

Как рассчитать делитель напряжения для двух резисторов?

Формула делителя напряжения для двух резисторов определяется как деление напряжения в цепи, состоящей из источника напряжения и двух последовательно соединенных сопротивлений, рассчитывается по формуле Напряжение на резисторе 1 = Напряжение источника*((Сопротивление 1)/(Сопротивление 1+ Сопротивление 2)) . Чтобы рассчитать делитель напряжения для двух резисторов, вам нужно Напряжение источника (В _с ) , Сопротивление 1 (R ₁ ) и сопротивление 2 (R ₂ ) . С помощью нашего инструмента вам нужно ввести соответствующие значения для напряжения источника, сопротивления 1 и сопротивления 2 и нажать кнопку расчета. Вы также можете выбрать единицы измерения (если есть) для ввода (ов) и вывода.

Доля

Скопировано!

Измерение напряжений за пределами диапазона 0–5 В с помощью ADALM1000 [Analog Devices Wiki]

Эта версия (01 июля 2022 г. , 15:49) была одобрена Дугом Мерсером. Ранее одобренная версия (05 сентября 2021 г., 22:14) доступный.

Содержание

• Измерение напряжений за пределами диапазона 0–5 В с помощью ADALM1000

  • Цель:

  • Общие примечания:

  • Фон:

    • Зонды 10X

  • Приложение: Готовые делители напряжения

Цель:

Цель этого документа состоит в том, чтобы предоставить информацию и методы измерения напряжения за пределами исходного диапазона 0-5 V диапазона ADALM1000 (M1k) во время выполнения заданий лаборатории активного обучения.

Общие примечания:

Как и во всех лабораторных работах ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему ALM1000 и настройке оборудования. Заштрихованные зеленым прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода ALM1000. Выводы канала аналогового ввода/вывода обозначаются как CA и CB. При настройке на форсирование напряжения/измерения тока добавляется –V, как в CA- В или при настройке на форсирование тока/измерение напряжения –I добавляется как в CA-I. Когда канал сконфигурирован в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения –H добавляется как CA-H.

Следы осциллографа аналогичным образом обозначаются по каналу и напряжению/току. Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

Фон:

Чтобы снизить себестоимость активного обучающего модуля ADALM1000, были сделаны определенные компромиссы. Один из них заключался в отказе от программируемых диапазонов входного усиления, в которых используются резисторные делители и, возможно, конденсаторы с регулируемой частотной компенсацией. Это проблемное ограничение ADALM1000, ограничивающее диапазон входного напряжения от 0 до +5 9 . 0239 В . Многие пользователи жалуются на это ограничение при тестировании цепей, питаемых от источников питания, отличных от (как правило, более высоких) встроенных источников питания.

Прежде чем создавать какие-либо схемы, работающие от источников питания за пределами собственного диапазона ADALM1000 от 0 до 5 В , нам необходимо защитить аналоговые входы в режиме Hi-Z и расширить используемый диапазон напряжений. Между контактами аналогового ввода/вывода и землей и внутренним источником питания +5 В установлены большие защитные диоды, которые обычно имеют обратное смещение, когда напряжение на контактах находится в диапазоне от 0 до 5·9.0239 В . Если напряжение на контакте превысит прямое напряжение диода за пределами этого диапазона, диоды включатся и, возможно, будут проводить большие токи.

Ограничение на допустимые напряжения, которые могут быть измерены напрямую, можно расширить за счет использования внешнего делителя напряжения. Входная емкость, C _INT , аналоговых входов в режиме высокой Z составляет приблизительно 390 пФ (для конструкции версии D и немного выше для конструкции версии F). Эта относительно большая емкость вместе с делителями с относительно высоким сопротивлением может значительно снизить частотную характеристику. На рис. 1 мы снова видим входную структуру ADALM1000 и подключение внешнего резистивного делителя напряжения R9.0007 1 и Р _2,3 . Содержимое синего прямоугольника соответствует входу ADALM1000 в режиме Hi-Z. Чтобы ввести дополнительное смещение постоянного тока для измерения отрицательных напряжений, в комплект входит резистор R ₂ , который можно подключить к фиксированным источникам питания 2,5 В или 5 В на ADALM1000. C _INT и эффективное сопротивление сети делителей образуют полюс нижних частот в частотной характеристике. Чтобы дать вам приблизительное представление, давайте возьмем 400 пФ для C _INT и 1 МОм для резисторного делителя. Это привело бы к низкочастотному отклику с 3 дБ спад, начиная примерно с 400 Гц,

Обычно требуется конденсатор на входном резисторе R ₁ для частотной компенсации делителя. Такое аппаратное решение обычно требует, чтобы конденсатор (или, в качестве альтернативы, резисторы делителя) был регулируемым.

Рис. 1. Варианты внешнего делителя напряжения.

Было бы неплохо не использовать компенсационный конденсатор, регулируемый или какой-либо другой. Программное обеспечение ALICE Desktop может настроить любое усиление и смещение по постоянному току при использовании внешнего делителя. Функция цифровой (программной) частотной компенсации также включена в ALICE 1.3 (загрузите последнюю версию с GitHub).

Программная частотная компенсация для каждого канала состоит из каскада из двух регулируемых фильтров верхних частот первого порядка. Постоянная времени и коэффициент усиления каждой ступени могут быть отрегулированы. Обычные фильтры верхних частот первого порядка не пропускают постоянный ток, поэтому коэффициент усиления по постоянному току 1 пути добавляется к общему программному компенсационному фильтру верхних частот второго порядка. Эту структуру часто называют полочным фильтром из-за формы ее частотной характеристики.

Экспоненциальная компенсация
Метод экспоненциальной компенсации добавляет один или несколько экспоненциально затухающих членов к шагу сигнала. Имея 2 доступных каскада, ALICE может корректировать множественные паразитные индуктивности и емкости во входной цепи делителя. Экспоненциальная компенсация лучше всего работает для превышений и недолетов менее 10% высоты ступени. В этом случае сумма экспоненциальных членов является точной общей моделью для таких дефектов.

На рисунке 2 показаны элементы управления для компенсации входной частоты. Чтобы включить или выключить компенсацию для каналов A и B, в раскрывающемся меню Curves доступны флажки. Включение компенсации применимо как к инструментам Scope, так и к Spectrum (измерения времени и частоты). Постоянная времени фильтра и параметры усиления могут быть установлены с помощью ячеек ввода на экране «Управление настройками».

Рис. 2. Элементы управления программной компенсацией

В следующих примерах используются номиналы резисторов из комплекта аналоговых деталей ADAPL2000, и цель состоит в том, чтобы поддерживать входное сопротивление равным не менее 1 МОм. Внешний компенсационный конденсатор не использовался. Прямоугольная волна с частотой 500 Гц с выхода AWG канала A используется для наблюдения за переходной характеристикой примерных резистивных делителей и настройки параметров компенсационного фильтра.

В качестве простого первого примера мы можем просто использовать резистор 1 МОм для R ₁ и не включая другие резисторы, R ₂ , R ₃ из рисунка 1. Это дает нам общее входное сопротивление 2 МОм.

Рис. 3. Настройки только для 1,0 МОм R ₁

Как видно из рисунка 3, коэффициент усиления по постоянному току немного больше 2, чего и следовало ожидать, исходя из внутреннего резистора 1 МОм и внешнего резистора 1 МОм R ₁ , образующих делитель напряжения 2:1. Существует небольшое смещение постоянного тока из-за тока утечки из Защитные диоды ESD на входах M1K и параллельная комбинация R _INT и R ₁ .

Коэффициент усиления входа, равный 2 (точнее, 2,17), увеличивает допустимый диапазон измерения от 0 до +5 В примерно до 0–+10 В . Достаточно для работы со схемами, питающимися от батареи 9 V например.

Постоянная времени фильтра ступени 1 настраивается для корректировки большей части спада переменного тока, а постоянная времени и коэффициент усиления фильтра ступени 2 настраиваются для устранения оставшегося высокочастотного спада (2-го порядка). Потенциально возможно несколько комбинаций TC и Gain, и может быть более одного «правильного ответа». На следующем снимке экрана на рисунке 4 показана реакция до и после сигнала прямоугольной формы, поступающего с канала A AWG с компенсацией и без нее.

Рис. 4. Одинарный 1 МОм R ₁ с (оранжевый), без (темно-оранжевый) компенсации

Коэффициента 2X может быть недостаточно для увеличения максимального измеряемого напряжения. Мы могли бы также захотеть измерить отрицательное напряжение. Во втором примере мы используем два резистора на 470 кОм для R ₂ и R ₃ вместе с резистором на 1 МОм R ₁ . R ₂ подключен к фиксированному источнику питания +5 В, чтобы ввести некоторое положительное смещение.

Рисунок 5, Настройки для R ₁ = 1,0 МОм, R _2,3 = 470 кОм

Как мы видим на рисунке 5, коэффициент усиления по постоянному току немного больше 6 на основе внутреннего резистора 1 МОм, включенного параллельно с эквивалентной параллельной комбинацией двух резисторов 470 кОм R _2,3 (235 кОм) и внешнего Резистор 1 МОм R ₁ , образующий делитель напряжения примерно 6:1. Диапазон ввода теперь чуть больше 30 V p-p.

Снимок экрана на рис. 6 показывает переходную характеристику для этой конфигурации делителя с компенсацией и без нее.

Рисунок 6, R ₁ = 1,0 МОм, R _2,3 = 470 кОм с (оранжевый), без (темно-оранжевый) компенсации

Для третьего примера с еще большим диапазоном входного напряжения мы можем использовать резистор 200 кОм для R ₂ и резистор 470 кОм R ₃ вместе с резистором 1 МОм R ₁ .

Рисунок 7. Настройки для R ₁ = 1,0 МОм, R ₂ = 200 кОм, R ₃ = 470 кОм

Как мы видим на рисунке 7, коэффициент усиления по постоянному току чуть больше 9.теперь, что означает, что входной диапазон теперь немного больше, чем 45 V p-p. Смещение почти центрирует диапазон вокруг земли (приблизительно +/- 20 В ). На снимке экрана на рис. 8 показана переходная характеристика для этой конфигурации делителя с компенсацией и без нее.

Рисунок 8, R ₁ = 1,0 МОм, R ₂ = 200 кОм, R ₃ = 470 кОм с (оранжевый), без (темно-оранжевый) компенсации

Зонды 10X

Наконец, можно использовать обычный 10-кратный (пассивный) зонд. Для подключения пробника ко входу канала B M1K используется только разъем BNC с короткими выводами, заканчивающимися штыревыми контактами. Входной конец щупа подключается к выходу канала А для проверки/калибровки делителя, как показано на фото рисунка 9.. При использовании пробника сложно вводить смещение постоянного тока, поэтому диапазон входного напряжения будет только положительным, до 10 раз больше исходного диапазона M1k от 0 до 5 В или от 0 до +50 В .

Рис. 9. Зонд осциллографа, подключенный к M1K.

Рис. 10. Настройки для щупа 10-кратного увеличения

Переходная характеристика пробника 10X без компенсации очень плохая. С компенсацией переходная характеристика совпадает с выходным сигналом канала А. На снимке экрана на рисунке 11 показана переходная характеристика для конфигурации пробника с 10-кратным увеличением с компенсацией и без нее.

Рис. 11. Датчик осциллографа 10X с (оранжевый) и без (темно-оранжевый) компенсацией

С функцией компенсации частоты программного обеспечения в ALICE 1.3 и парой резисторов вы можете измерять практически любой диапазон напряжений, который вам нужен. Очевидным первым выбором будет использование 1 МОм для R ₁ и либо 1 МОм, 470 КОм, 200 КОм или 100 КОм для R ₂ с R ₃ , оставленным открытым. Хорошей практикой является установка одного или нескольких таких простых делителей напряжения на одном конце макетной платы (чтобы защитить ее от высокочастотного коммутационного шума от преобразователей мощности постоянного тока или регуляторов) для постоянного использования.

Приложение: Готовые делители напряжения

Аналоговые входы на платах микроконтроллера Arduino допускают входное напряжение от 0 до +5 В, как и M1k, и требуют делителя напряжения для измерения больших напряжений. Онлайн-поиск по запросу « делитель датчика напряжения Arduino » выдаст несколько готовых плат адаптеров резисторных делителей напряжения.

Одной из таких плат является VOLT-01, поставляемая Digikey компанией OSEPP Electronics LTD. Плата и ее схема показаны на рисунке А1. Делитель напряжения 5 к 1 выполнен с резисторами 30 кОм и 7,5 кОм, что дает общее входное сопротивление 37,5 кОм. Это намного меньше, чем встроенное сопротивление M1k, равное 1 МОм, и может нагружать чувствительные схемы, но, вероятно, достаточно высокое для измерения напряжения питания до +25 В, что является его заявленной целью. Как мы видим на схеме, заземление входных винтовых клемм (общий) и заземление выходного штырька (общий) соединены вместе и с заземленным концом резистивного делителя (резистор 7,5 кОм), что не позволяет вставить положительное смещение. чтобы можно было измерять отрицательные напряжения.

Рисунок A1, плата делителя напряжения VOLT-01 5:1

Еще одна простая разделительная плата, DFR0051, доступна через Arrow, Digikey и Newark.

Это также выглядит как делитель 5:1 с теми же резисторами 30 кОм и 7,5 кОм и общими входными и выходными клеммами заземления, но с добавлением светодиода и последовательного резистора 470 Ом, подключенного к клеммам входного напряжения. Резистор 470 Ом кажется немного маленьким, учитывая 25 90 239 В 90 240 Макс. на входе, ток светодиода будет около 50 мкОм.0466 мА , что может сжечь большинство SMD-светодиодов. Кроме того, это не то, что вы обязательно хотели бы видеть в том, что вы измеряете. Но как только светодиод перегорает и становится разомкнутой цепью, проблема исчезает.

Рисунок A2. Плата делителя напряжения DFR0051 5:1.

Этот третий вариант, 36209-MP, доступный на MPJA.com, имеет коэффициент делителя 0,18 (~ 5,55X) с использованием резисторов 820 кОм и 180 кОм. Общее входное сопротивление 1 МОм намного лучше, чем у двух других примеров, и близко к встроенному входному сопротивлению 1 МОм M1k. Однако он также имеет клеммы заземления (общие), соединенные вместе и с заземленным концом резистивного делителя (резистор 180 кОм), что не позволяет вводить положительное смещение для измерения отрицательных напряжений.

Рисунок A3, плата делителя напряжения 36209-MP 5,55:1

Для дальнейшего чтения:

Руководство пользователя ALICE для настольных ПК

Вернуться к содержанию лабораторной работы

университет/курсы/alm1k/схемы1/alm-measure-outside-0-5-range.txt · Последнее изменение: 01 июля 2022 г., 15:49, Doug Mercer

Проблема со схемой делителя напряжения на печатной плате

Добро пожаловать на EDAboard.com

Добро пожаловать на наш сайт! EDAboard.com — это международный дискуссионный форум по электронике, посвященный программному обеспечению EDA, схемам, схемам, книгам, теории, документам, asic, pld, 8051, DSP, сети, радиочастотам, аналоговому дизайну, печатным платам, руководствам по обслуживанию… и многому другому. более! Для участия необходимо зарегистрироваться. Регистрация бесплатна. Нажмите здесь для регистрации.

Регистрация Авторизоваться

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.

• Автор темы Рейнтри
• Дата начала 14 февраля 2005 г.

Статус

Закрыто для дальнейших ответов.

Рейнтри

Уровень новичка 6

схема делителя напряжения

всем дорогие,

у меня тут вопрос. Я строю делитель напряжения, используя два резистора 1K и используя правило делителя напряжения. Он хорошо работает на макетной плате с входом 10 В и выходом 5 В, но как только он припаивается к печатной плате, значение становится очень маленьким, и мне пришлось изменить одно из значений резистора, чтобы получить 5 В.

Я хотел бы знать, что происходит, и где я могу это решить?

Большое спасибо

Рейнтри

 

ЯнП

Расширенный член уровня 5

Re: Цепь делителя напряжения

Что подключено к выходу делителя напряжения?
Может быть, нагрузка вызывает низкое падение напряжения?
Если у вас нет буфера между выходом делителя и нагрузкой, вам необходимо включить сопротивление нагрузки в расчеты делителя..

 

хюнх

Младший член уровня 2

Re: схема делителя напряжения

Вы тщательно протестировали свою схему с макетной платой. Но вы учли значения исходного и нагрузочного резисторов?
Когда вы проверяли свою схему на макетной плате, измеряли ли вы выходную мощность в условиях нагрузки? Если да, я уверен, что результат на печатной плате или макетной плате будет таким же из-за постоянного тока (или условий низкой частоты).

 

джалли

Расширенный член уровня 3

Схема делителя напряжения

Теоретически, только теоретически делитель напряжения не использует операционные усилители. Теоретически это просто резисторы. В реальном мире делитель напряжения должен использовать операционные усилители в качестве буферов. Это ясно?

 

Чезаре

Полноправный член уровня 3

Re: схема делителя напряжения

Ваша схема делителя напряжения эквивалентна идеальному источнику напряжения 5 В, включенному последовательно с резистором 500 Ом.

Если нагрузка, подключенная к выходу делителя, намного выше 500 Ом (например, мультиметр), выходное напряжение цепи составляет 5 В, но в противном случае ток нагрузки несколько упадет на эквивалентном последовательном сопротивлении 500 Ом, и выход будет ниже.

 

Борбер

Расширенный член уровня 5

Re: Схема делителя напряжения

Делитель напряжения сам по себе не имеет ничего общего с OPA. Цепь, подключенная к делителю, не должна его нагружать. Если нагрузка не является незначительной, ее необходимо учитывать при расчете делителя. OPA или буфер — это единственное устройство, которое изолирует нагрузку от делителя из-за его высокого входного сопротивления.

 

Рейнтри

Уровень новичка 6

Re: схема делителя напряжения

привет всем еще раз,

Всем спасибо за помощь! нагрузка, которую я даю, больше, чем резисторы, значит ли это, что эффект нагрузки нагрузок сильно повлияет на напряжение???

Джалли,
Можете ли вы объяснить больше? это то, что я использовал операционные усилители для делителя напряжения вместо использования только резисторов.

Спасибо

 

данн

Полноправный член уровня 3

Re: схема делителя напряжения

Насколько точным должно быть напряжение 5 В (подойдет ли 5,1 В)?

Если да (подойдет 5,1 В), попробуйте резистор и стабилитрон (5,1 В).

Помните, что у стабилитрона тоже будет сопротивление.

 

ЯнП

Продвинутый член уровня 5

Re: схема делителя напряжения

Или, чтобы иметь более точный и независимый от температуры источник 5 В, используйте регулятор напряжения 78L05 без резисторов вообще..

 

смартсарат3003

Членский уровень 4

Re: схема делителя напряжения

Ваша проблема связана с нагрузкой.
Проверьте импеданс/сопротивление нагрузки

В следующем токе без нагрузки вы получите 5 В на выходе
Но когда вы уменьшите нагрузку, скажем, RL=2K, эффективный резистивный мост станет 10V, 1K, 0,67K(1K||2K), и вы получить 3,99В. Когда вы уменьшаете сопротивление нагрузки, эффективное выходное напряжение уменьшается. Я думаю, что в вашем случае нагрузка близка к 1 кОм, где вы получаете немного более низкое напряжение, чем 5 В
. Обычно резисторные мосты используются для постоянных нагрузок с высоким импедансом.

Итак, скажите мне, какая у вас точная нагрузка, тогда мы можем попробовать использовать высокое сопротивление или перейти на стабилитрон, что является следующим лучшим решением

 

кукитрон

Младший член уровня 1

Re: схема делителя напряжения

Последний пост должен ответить на ваш вопрос

Делитель напряжения должен быть

В * R1 (нагрузка)
—————= Vout
R1+R2

Помните, что R1 включает в себя Rload!!!!!

 

сабари

Участник уровня 3

схема делителя напряжения

лучше проверить нагрузку
не добавляйте сопротивление нагрузки
возьмите выход из 1k

 

Бадаруддин

Уровень участника 1

Re: Цепь делителя напряжения

Возможно, печатная плата не в порядке. Из-за ошибки при травлении остается небольшая проводимость. Я когда-либо делал это, поэтому моя схема не работает должным образом.

 

Статус

Закрыто для дальнейших ответов.

• К

  Цепь делителя напряжения

  • Автор: khan1994
  • 20 августа 2022 г.
  • Ответов: 8

  Элементарные электронные вопросы

• Ф

  Почему в этой цепи напряжение отрицательное

  • Автор FreshmanNewbie
  • 17 августа 2022 г.
  • Ответов: 10

  Элементарные электронные вопросы

• Ф

  Пояснение к спецификации печатной платы

  • Автор FreshmanNewbie
  • 17 сентября 2022 г.