Почему последовательная цепь сопротивлений называется делителем напряжений
Содержание
- Что такое последовательная цепь
- Как строится последовательная цепь (принцип работы)
- Характеристики последовательной цепи
- Сопротивление в последовательной цепи
- Сила тока в последовательной схеме
- Напряжение в последовательной схеме
- Общее напряжение в последовательной цепи
- Применения последовательной цепи
- Преимущества
- Недостатки
- Тема: что такое делитель электрического напряжения, его суть, принцип действия.
Здравствуйте! Помогите, пожалуйста, решить тренировочные задания по физике на тему: «Послед. и паралл. соединения проводников».
1) Почему последовательная цепь сопротивлений называется делителем напряжений?
2) Почему цепь параллельно соединённых сопротивлений называется делителем электрического тока?
3) Заполните пропуски.
В последовательной цепи не изменяется __________ , а в параллельной цепи не изменяется ________________ .
4) Три резистора сопротивлением R1=1 Ом, R2=2 Ом и R3=4 Ом соединены последовательно в электрическую цепь. Найдите общее напряжение цепи, если напряжение на R3 равно 2,4 В.
В статье вы узнаете что такое последовательная схема соединения, принцип работы, её характеристики, преимущества и недостатки, а также где последовательная цепь используется.
Два типа цепей, которые обычно используются для подачи электроэнергии, это последовательные и параллельные цепи. Основным задачей любой электрической цепи является подача электроэнергии для электрического устройства. Эта статья дает вам представление о последовательных цепях, принципах работы, характеристиках последовательных цепей, приложениях, преимуществах и недостатках.
Что такое последовательная цепь
Последовательная цепь — это цепь, в которой электричество должно проходить через все компоненты в цепи и не имеет альтернативного пути, называется последовательной цепью.
В этой схеме все компоненты соединены в одном контуре.
Наиболее распространенный пример последовательной цепи — гирлянда.
Как строится последовательная цепь (принцип работы)
Путь для потока электронов (электричества) называется цепью. Назначение любой электрической цепи состоит в том, чтобы поставлять электричество для прибора или любого электрического устройства. Эти устройства называются нагрузками. До того, как нагрузка заработает, электричество должно иметь определенный путь от источника к нагрузке и обратно к источнику.
На рисунке ниже показана типичная последовательная схема, в которой резисторы (R1, R2, R3) впоследствии соединяются с концом одного резистора, соединенным с другим концом следующего резистора, чтобы образовать петлю. Ток течет от отрицательной клеммы батареи через резисторы и, следовательно, ток одинаков для всех компонентов последовательной цепи.
Общее сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений. Напряжение на разных резисторах различно, а сумма напряжения на каждом компоненте (резисторе) равна приложенному напряжению.
Разрыв в последовательной цепи остановит ток, протекающий через цепь.
Рис. 2 — Схематическое изображение последовательной цепи
Характеристики последовательной цепиНиже приведены важные характеристики последовательных цепей:
Сопротивление в последовательной цепи
Rn = R1 + R2 + R3 +…Rn
Где Rn = общее сопротивление
Если R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 40 Ом
Сила тока в последовательной схеме
Предположим, что приложенное напряжение (U) = 10 В, тогда ток (I) можно рассчитать по формуле:
I = U / R = 10/70 = 1/7 Ампер = 0,1428 Ампер = 142,8 миллиампер
I = 142,8 миллиампер
Напряжение в последовательной схеме
Поскольку значения сопротивления и тока известны, напряжение можно рассчитать по формуле:
U = IR
Назовем напряжение на резисторе 1, 2, 3 как UR1,
UR2 и UR3 соответственно.
UR1 = IR1 = 0,142 x 10 = 1,42 В
UR2 = IR2 = 0,142 x 20 = 2,84 В
UR3 = IR3 = 0,142 x 40 = 5,68 В
Общее напряжение в последовательной цепи
Поскольку мы знаем, что общее напряжения на каждом резисторе равна сумме напряжений,
= 9,94 вольт (с ошибкой округления) ≈ 10 В (Общее напряжение)
Применения последовательной цепи
Последовательная цепь применяется в:
- Последовательные резистивные цепи используются в цепях малой мощности.
- Последовательные цепи используются в цепях делителя напряжения.
Преимущества последовательной цепи включают в себя:
- Легко спроектировать и построить схему.
- Если компонент ломается, текущий поток останавливается.
- Он действует как регулятор тока.
- Стоимость построения последовательной цепи меньше по сравнению с параллельной схемой.
К недостаткам последовательных цепей относятся:
- Если сгорела одна лампочка в цепи, ток не будет течь в цепи.
- Если нагрузка увеличивается, т.е. если подключено больше лампочек, то свет тускнеет
Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ
Тема: что такое делитель электрического напряжения, его суть, принцип действия.
Чтобы понять, почему именно последовательную цепь, состоящую из электрических сопротивлений, называют делителем напряжений давайте с Вами разберемся в основах электрофизики. Хотя, если вдуматься в само название этого вопроса, можно и самому догадаться, что если имеется последовательная цепь из резисторов, то на каждом из них по идее должно оседать какая-то определённая часть электрического напряжения. Следовательно, мы как бы делим одно общее напряжение на некоторые его части, величина которых нам нужна для каких-то своих нужд.
Итак, электрическое напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя различными точками. Если взять обычный резистор (имеющее некоторое сопротивление, пусть 10 Ом), и к нему приложить напряжение, к примеру величиной в 12 вольт, то через резистор потечет электрический ток величиной в 1,2 ампера (по закону ома мы напряжение делим на сопротивление). При этом если щупами вольтметра прикоснутся к выходу источника питания, а потом непосредственно к нашему резистору, то убедимся, что напряжение будут совпадать (возможно с очень малой разницей по причине оседания напряжения на самих проводах, если они достаточно длинны).
Теперь вместо одного резистора на 10 Ом мы поставим два последовательно соединенных резистора, каждый из которых по 5 Ом (при последовательном соединении сопротивлений их номиналы слаживаются). Подсоединив всё тот же блок питания на 12 вольт и измерив напряжение на каждом из резисторов мы увидим что напряжение поделилось поровну. На каждом резисторе осело ровно по 6 вольт. Это потому что сопротивления одинаковой величины. Если мы поставили три одинаковых резистора то и напряжение разделилось бы поровну на три части (по 4 вольта). Ну думаю смысл деления понятен.
А что если резисторы будут разной величины (соединение их также последовательное) ? Тогда электрическое напряжение поделится прямо пропорционально их сопротивлению. Узнать на каком какое осядет напряжения можно либо просто измерив его вольтметром, либо же путём применения формулы закона Ома, но для этого мы должны знать силу тока, что будет протекать по этой последовательной цепи. И чтобы узнать напряжение на резисторе нужно силу тока (в Амперах) умножить на его сопротивление (в Омах).
Ну, и так для каждого резистора, где нужно узнать напряжение.
На примере последовательно соединённых резисторов мы увидели сам принцип деления напряжения. Более распространенным вариантом делителя напряжения является использование переменного (подстроечного) резистора, имеющего три вывода (два основных, имеющие общее сопротивление данного резистора и один вывод, идущий от ползунка, смещающегося между этими двумя основными). В схемах делителя напряжения его подключают так: один вывод (из основных) является общим, второй из основных является местом, куда прилаживается общее напряжение, ну, а с вывода, идущего от ползунка, относительно общего провода, снимается более низкое напряжение, величину которого можно выставить ручкой этого переменного резистора. Данный вариант делителя напряжения повсеместно используется в регуляторах громкости, тембра и т.д.
Итак, мы выяснили, что приложенное электрическое напряжение на цепочку последовательно соединенных резисторов будет делится пропорционально сопротивлению, которым обладает каждый из них.
Может возникнуть вопрос (если коснуться практического применения делителя напряжения в конкретных схемах), а что при этом сопротивления могут быть совсем разные? Для получения нужной величины именно напряжения, то да, лишь бы соблюдался принцип пропорциональности. Но вот если в схеме имеет значение сила тока, текущего через этот самый делитель напряжения, то тут уж величина сопротивлений имеет значение.
Допустим нам нужно использовать делитель напряжения для регулируемого блока питания. В обычной схеме такого блока питания имеется параметрический стабилизатор в виде опорного стабилитрона. Стабилитроны не рассчитаны на большие токи (через них в рабочем состоянии протекают десятки миллиампер). Следовательно параллельно подключенный к стабилитрону делитель напряжения (в виде обычного переменного резистора) также не будет пропускать через себя большие токи. Посему номинал переменного резистора для делителя напряжения берется обычно в пределах 1-10 килоОм.
В электрических схемах делители напряжения встречаются на каждом шагу.
Именно эти делители позволяют получать нужное значения электрического напряжения в тех или иных узлах схемы. В более простом варианте роль данного делителя выполняют обычные постоянные и переменные резисторы. Хотя при усложнении схемы уже могут использоваться цифровые варианты и аналоги, что дает свои преимущества.
Изучение последовательного и параллельного соединения проводников презентация, доклад
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ.
Учитель физики Евдокимова Л.А.
ГБОУ СОШ №1924
г. Москва
ЦЕЛИ УРОКА:
экспериментально определить соотношение между величинами силы тока (напряжения) на отдельных участках цепи при параллельном и последовательном соединениях проводников;
экспериментально определить общее сопротивление цепи при последовательном и параллельном соединении проводников;
Тренировочные вопросы
1. Что такое электрический ток?
2. Назовите физические величины, характеризующие протекание электрического тока в цепи.
3. Что характеризуют сила тока, напряжение, сопротивление(обозначение, единица измерения, прибор для определения, физический смысл)?
Тренировочные вопросы
Какие способы соединения проводников в электрическую цепь вы знаете?
Последовательное соединение
Параллельное соединение
ТЕМА УРОКА
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ.
Цель урока: теоретически и экспериментально изучить параллельное и последовательное соединения проводников в электрической цепи.
Последовательное соединение проводников
В неразветвленной электрической цепи сила тока в различных ее участках одинакова (узлы отсутствуют и заряд при данном соединении нигде не накапливается).
I = I1 = I2
Узлом называется точка разветвленной цепи, в которой сходятся более двух проводников.
Последовательное соединение проводников
R = R1 + R2
R = R1· n
Если имеем n – проводников с одинаковым сопротивлением, т.е. R1 = R2 = R3, то
Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи):
Последовательное соединение проводников
Пользуясь законом Ома, определим сопротивление каждого резистора и сопротивления участка цепи, состоящего из двух резисторов:
Подставим полученные выражения в формулу общего сопротивления цепи: получим
R = R1 + R2,
так как I1 = I2 = I → U = U1 + U2.
Значит, полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках цепи.
Последовательное соединение проводников
I = I1 = I2
R = R1 + R2
R = R1· n
U = U1 + U2
Если имеем n – проводников с одинаковым сопротивлением, т.е. R1 = R2 = R3, то
Последовательная цепь сопротивлений называется делителем напряжений.
Параллельное соединение проводников
U = U1 = U2
I1Δt + I2Δt.
Напряжение на концах параллельно соединённых проводников одно и то же.
Параллельное соединение проводников
I = I1 + I2
I1Δt + I2Δt.
I Δt = I1Δt + I2Δt
Цепь параллельно соединённых сопротивлений называется делителем электрического тока
Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельно параллельно соединённых проводниках.
Параллельное соединение проводников
I1Δt + I2Δt.
На основании закона Ома:
Учитывая,что:
Получим:
При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
Параллельное соединение проводников
Если имеем n – проводников с одинаковым сопротивлением, т.е. R1 = R2 = R3, то
«ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ»
Лабораторная работа № 6
Цель работы: экспериментально изучить параллельное и последовательное соединения проводников в электрической цепи.
Задачи:
Экспериментально определить соотношение между величинами силы тока (напряжения) на отдельных участках цепи при параллельном и последовательном соединениях проводников;
Экспериментально определить общее сопротивление цепи при последовательном и параллельном соединении проводников;
На основании полученных в ходе исследования результатов сделать соответствующие выводы.
Оборудование:
Источник тока;
Два резистора;
Соединительные провода;
Амперметр;
Вольтметр;
Ключ.
Порядок выполнения работы:
— Выбираем способ соединения проводников в электрической цепи, к изучению которого собираемся приступить.
— Решаем, каким образом можно определить, например, силу тока на различных участках цепи. Рисуем соответствующую схему электрической цепи и показываем схему учителю.
— Определяем, какие приборы нам нужны и в каком количестве. Берём необходимые приборы на демонстрационном столе.
— Собираем электрическую цепь и показываем её учителю.
— Замыкаем электрическую цепь. Показания приборов записываем в таблицу.
Делаем соответствующие выводы.
Ход работы:
Соберите электрическую цепь по схеме (рис.
1)
2. Измерьте силу тока в различных участках цепи, убедитесь, что сила тока не изменяется: I =
Рис. 2
Рис. 1
3. Измерьте вольтметром напряжение на резисторе R1 — U1 (Рис. 2)
4. Измерьте вольтметром напряжение на резисторе R2 — U2 (Рис. 2)
5. Измерьте вольтметром напряжение на резисторе R1 и R2 — U (Рис. 2)
6. Рассчитайте по закону Ома для участка
Проверка законов последовательного соединения проводников:
Таблица измерений:
7. Проверьте справедливость формул:
А) I = I1 = I2
Б) U=U1 +U2
В) R =R1+ R2
Проверка законов последовательного соединения проводников:
Порядок выполнения работы:
— Выбираем способ соединения проводников в электрической цепи, к изучению которого собираемся приступить.
— Решаем, каким образом можно определить, например, силу тока на различных участках цепи. Рисуем соответствующую схему электрической цепи и показываем схему учителю.
— Определяем, какие приборы нам нужны и в каком количестве. Берём необходимые приборы на демонстрационном столе.
— Собираем электрическую цепь и показываем её учителю.
— Замыкаем электрическую цепь. Показания приборов записываем в таблицу.
Вычисляем сопротивление.
Делаем соответствующие выводы.
8. Cоберите электрическую цепь по схеме (рис. 3).
9. Измерьте вольтметром напряжение участка цепи. U =
10. Измерьте амперметром силу тока в первой ветви I1 =
11.Измерьте амперметром силу тока во второй ветви: I2 =
12. Измерьте амперметром силу тока в неразветвленной части цепи: I =
Проверка законов параллельного соединения проводников
Рис. 3
13. Рассчитайте по закону Ома для участка цепи величины сопротивлений:
R1 =
R2 =
R =
Таблица измерений:
II
4.
Проверьте справедливость формул:
Проверка законов параллельного соединения проводников
А) U1 = U2 = U
Б) I = I1 + I2
В) 1/ R = 1/R1 + 1/R2
Вывод:
Контрольные вопросы:
Как соединены потребители электроэнергии в квартирах? Почему?
Как соединены лампочки в елочной гирлянде? Почему?
Домашнее задание: § 107
Итоги выполнения задач урока:
Научились ли вы соединять резисторы последовательно и параллельно, проверять законы этих соединений? Измерять и вычислять сопротивление резисторов при последовательном и параллельном соединении.
Вывод:
При последовательном соединении проводников напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках; сила тока одинакова; полное сопротивление всего участка цепи равно сумме на отдельных его участках.
При параллельном соединении проводников напряжение на концах одно и то же; сила тока складывается; а величина, обратная полному сопротивлению участка, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.
Аналогии между электрическим током и током воды в водопроводе и реке:
Аналогия 1 — сколько воды втекает в водопроводную трубу, столько и вытекает из неё, вода нигде не накапливается. Аналогично, при последовательном соединении проводников сила тока во всех участках цепи одинакова.
Аналогия 2 — поток воды в реке, встречая на своём пути препятствие, распределяется по двум направлениям, которые затем сходятся вместе. Аналогично сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках.
Общее сопротивление проводников, включенных в цепь последовательно:
R = R1 + R2
Блок питания на делителе напряжения
Содержание: Определение Виды и принцип действия Примеры использования в схеме Нелинейные делители.
Делителем напряжения называется прибор или устройство, которое понижает уровень выходного напряжения относительно входного, пропорционально коэффициенту передачи он будет всегда ниже нуля. Такое название он получил, потому что представляет собой два и более последовательно соединенных участка цепи. Они бывают линейными и нелинейными. При этом первые представляют собой активное или реактивное сопротивление, в которых коэффициент передачи определяется соотношением из закона Ома.
Поиск данных по Вашему запросу:
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:
- U1=U*(R1/(R1+R2))
- Бестрансформаторный блок питания с конденсаторным делителем + online-калькулятор
- Источники питания с конденсаторным делителем напряжения
- Источник двухполярного питания из однополярного
- Как своими руками получить из 220 — 12 вольт без трансформатора
- Что такое делитель напряжения и для чего он используется
- Делитель напряжения
- Делитель напряжения.
- Калькулятор делителя напряжения
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самоделка на переменном all-audio.proтор напряжения 0-12В или делитель напряжения.
U1=U*(R1/(R1+R2))
Содержание: Определение Виды и принцип действия Примеры использования в схеме Нелинейные делители. Делителем напряжения называется прибор или устройство, которое понижает уровень выходного напряжения относительно входного, пропорционально коэффициенту передачи он будет всегда ниже нуля. Такое название он получил, потому что представляет собой два и более последовательно соединенных участка цепи. Они бывают линейными и нелинейными. При этом первые представляют собой активное или реактивное сопротивление, в которых коэффициент передачи определяется соотношением из закона Ома.
К ярко выраженным нелинейным делителям относят параметрические стабилизаторы напряжения. Давайте разберемся как устроен это прибор и зачем он нужен. Сразу стоит отметить, что принцип работы делителя напряжения в общем одинаков, но зависит от элементов, из которых он состоит. Различают три основных вида линейных схем:. Наиболее распространен делитель на резисторах, из-за своей простоты и легкости расчетов.
На его примере и рассмотрим основные сведения об этом устройстве. У любого делителя напряжения есть Uвходное и Uвыходное, если он состоит из двух резисторов , если резисторов три, то выходных напряжений будет два, и так далее.
Можно сделать любое количество ступеней деления. Uвходное равно напряжению питания, Uвыходное зависит от соотношения резисторов в плечах делителя. Если рассматривать схему на двух резисторах, то верхним, или как его еще называют, гасящим плечом будет R1. Нижним или выходным плечом будет R2. Нужно рассчитать Uвыходное. Особенностью и различием этих видов делителей является то, что резистивный делитель может использоваться в цепях переменного и в цепях постоянного тока, а емкостной и индуктивный только в цепях переменного тока, потому что только тогда будет работать их реактивное сопротивление.
Использование реактивного сопротивления обусловлено тем, что при их работе не выделяется такого количества тепла, как при использовании в конструкциях активных сопротивлений резисторов.
Есть масса схем, где используются делители напряжения. Поэтому мы приведем сразу несколько примеров. Допустим мы проектируем усилительный каскад, на транзисторе, который работает в классе А. Исходя из его принципа действия, нам нужно задать на базе транзистора такое напряжение смещения U1 , чтобы его рабочая точка была на линейном отрезке ВАХ, при этом чтобы ток через транзистор не был чрезмерным. Допустим нам нужно обеспечить ток базы в 0,1 мА при U1 в 0,6 Вольта.
Тогда нам нужно рассчитать сопротивления в плечах делителя, а это обратный расчет относительно того, что мы привели выше. В первую очередь находят ток через делитель. Чтобы ток нагрузки не сильно влиял на напряжения на его плечах, зададим ток через делитель на порядок выше тока нагрузки в нашем случае 1 мА.
Uпитания пусть будет 12 Вольт.
Но это еще не весь расчет. Для полного расчета делителя нужно определить и мощность резисторов, чтобы они не сгорели. При токе 1 мА на R1 выделится мощность:. Здесь она ничтожно мала, но представьте какой мощности нужны были бы резисторы, если бы ток делителя составлял мА или 1 А? Что уже немалые для электроники цифры, в том числе и для использования в усилителях.
Это не эффективно, поэтому в настоящее время используют импульсные схемы, хотя и линейные продолжают использоваться либо в любительских конструкциях, либо в специфичном оборудовании с особыми требованиями. Второй пример — это делитель для формирования Uопорного для регулируемого стабилитрона TL Они применяются в большинстве недорогих блоков питания и зарядных устройств для мобильных телефонов.
Схема подключения и расчетные формулы вы видите ниже. С помощью двух резисторов здесь создается точка с Uопорным в 2. Еще один пример — это подключение всевозможных датчиков к микроконтроллерам. Рассмотрим несколько схем подключения датчиков к аналоговому входу популярного микроконтроллера AVR, на примере семейства плат Arduino.
В измерительных приборах есть разные пределы измерения. Такая функция реализуется также с помощью группы резисторов. Но на этом область применения делителей напряжения не заканчивается.
Именно таким образом гасятся лишние вольты при ограничении тока через светодиод, также распределяется напряжение на лампочках в гирлянде, и также вы можете запитать маломощную нагрузку. Мы упомянули, что к нелинейным делителям относится параметрический стабилизатор. В простейшем виде он состоит из резистора и стабилитрона.
У стабилитрона условное обозначение на схеме похоже на обычный полупроводниковый диод. Разница лишь в наличии дополнительной черты на катоде. Расчет происходит, отталкиваясь от Uстабилизации стабилитрона. Тогда если у нас есть стабилитрон на 3. Например, пусть он будет равен 20 мА 0. Разберемся как работает такой стабилизатор. Стабилитрон включается в цепь в обратном включении, то есть если Uвыходное ниже Uстабилизации — ток через него не протекает.
Когда Uпитания повышается до Uстабилизации, происходит лавинный или туннельный пробой PN-перехода и через него начинает протекать ток, который называется током стабилизации.
Он ограничен резистором R1, на котором гасится разница между Uвходным и Uстабилизации. При превышении максимального тока стабилизации происходит тепловой пробой и стабилитрон сгорает. Кстати иногда можно реализовать стабилизатор на диодах.
Напряжение стабилизации тогда будет равно прямому падению диодов или сумме падений цепи диодов. Ток задаете подходящий под номинал диодов и под нужды вашей схемы.
Тем не менее такое решение используется крайне редко. Но такое устройство на диодах лучше назвать ограничителем, а не стабилизатором. И вариант такой же схемы для цепей переменного тока. Так вы ограничите амплитуду переменного сигнала на уровне прямого падения — 0,7В. Вот мы и разобрались что это такое делитель напряжения и для чего он нужен. Примеров, где применяется любой из вариантов рассмотренных схем можно привести еще больше, даже потенциометр в сущности является делителем с плавной регулировкой коэффициента передачи, и часто используется в паре с постоянным резистором.
В любом случае принцип действия, подбора и расчетов элементов остается неизменным.
Напоследок рекомендуем посмотреть видео, на котором более подробно рассматривается, как работает данный элемент и из чего состоит:. Ваш e-mail не будет опубликован. Вы здесь: Главная База знаний Основы электротехники и электроники. Автор: Александр Мясоедов. Что такое делитель напряжения и для чего он используется. Опубликовано: Часто при проектировании электронной схемы возникает необходимость получить точку с определенным уровнем сигнала.
Например, создать опорную точку или смещение напряжения, запитать маломощный потребитель, понизив его уровень и ограничить ток.
Именно в таких случаях нужно использовать делитель напряжения. Что это такое и как его рассчитать мы расскажем в этой статье. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Другие статьи по теме Что такое конденсатор и для чего он нужен.
Бестрансформаторный блок питания с конденсаторным делителем + online-калькулятор
Форум посвящен вопросам релейной защиты и автоматики РЗА.
Обмену опытом и общению релейщиков. Активные темы 12 Темы без ответов Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться. Я поэкспериментировал,собрал схему из 5 кондёров от 2 до 8 мкФ.
Пульсации измерялись в положении делителя щупа Ампера — напряжение в норме, пульсации почти такие же как при Ампера и После этого я погонял блок питания на токе 2 Ампера примерно с пол часа и измерил.
Источники питания с конденсаторным делителем напряжения
Лампочка на службе евросовместимости. В США и некоторых других странах, еще почему то используют низкое напряжение питания промышленной электросети, всего В, что чревато большими токами потребления и большим расходом материалов для создания проводов солидного сечения. Общая мощность всех электроприборов, даже в небольшой квартире может достигать кВт, выходит, выходит, что провода должны быть рассчитаны на токи около А?! Круто, а? Кроме того, возникают проблемы евро-американской совместимости. Если маломощные потребители достаточно просто сделать универсальными, например, многие зарядные устройства работают в диапазоне входных напряжений …В, то более энергоемкие приборы с нагревательным элементом универсальными сделать проблематично.
Первое, что пришло в голову для создания такой совместимости, это включить последовательно мощный диод. Тогда половину полупериодов — долой и эффективное среднее напряжение станет около В, что и требовалось. Поэтому включать диод побоялся.
Источник двухполярного питания из однополярного
Сетевой источник питания с гасящим конденсатором рис. Этим и определены недостатки и достоинства, конечно таких устройств. Рисунок 1 — Сетевой источник питания с гасящим конденсатором Для того чтобы источник мог работать в широком интервале тока нагрузки с высоким КПД, достаточно входной делитель напряжения выполнить чисто реактивным, например, конденсаторным рис. Он позволяет дополнительно стабилизировать выходное напряжение источника последовательно включенным компенсационным или импульсным стабилизатором, чего нельзя делать в обычном источнике с гасящим конденсатором. Как показано в статье С.
Благодарим пользователя zapimir за разработку и предоставление калькулятора для www. Блог new.
Как своими руками получить из 220 — 12 вольт без трансформатора
Зарегистрироваться Логин или эл. Войти Запомнить меня. Блог Магазины Китая. Началось все с того, что у старенького планшета начал барахлить блок питания и я решил подобрать ему замену. Нашел вариант с привычной нам вилкой и не отсоединяемым кабелем.
Что такое делитель напряжения и для чего он используется
By sus , July 30, in Начинающим. Добрый день всем , помогите советом , есть импульсный блок питания на 33 вольта , я собрал делитель напрфжения на 2 ух резисторах 1 ый на ом , второйьна 33 ом ,. Так вот после того как включил все , резистор на ом згорел , вьпрямом смысле слова. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.
Напряжение нужно в пределах от 12 до 20В Как-то давно нам говорили что таким способом можно сделать блок питания для небольшого устройства.
Делитель напряжения
Итак, начнём, с того, зачем вообще нужен такой блок питания. А нужен он затем, что позволяет запитать слаботочные нагрузки не заморачиваясь с намоткой трансформаторов и используя минимум компонентов.
Минимальное число компонентов и тем более отсутствие таких габаритных компонентов как трансформатор , в свою очередь, делают блок питания с конденсаторным делителем иногда говорят «с емкостным делителем» простым и исключительно компактным.
Делитель напряжения.
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчет делителя напряжения на резисторах
Делитель напряжения используется в электрических цепях, если необходимо понизить напряжение и получить несколько его фиксированных значений. Состоит он из двух и более элементов резисторов, реактивных сопротивлений. Элементарный делитель можно представить как два участка цепи, называемые плечами. Участок между положительным напряжением и нулевой точкой — верхнее плечо , между нулевой и минусом — нижнее плечо. Делитель напряжения на резисторах может применятmся как для постоянного, так и для переменного напряжений.
Применяется для низкого напряжения и не предназначен для питания мощных машин.
Рассмотрим, как рассчитать практически любой делитель напряжения на резисторах.
Калькулятор делителя напряжения
Обычно этим вопросом задаются владельцы электронной техники и аппаратуры, работающей от источников питания на понижающем сетевом трансформаторе. Это тем более актуально, поскольку весогабаритные показатели блока питания БП нередко превосходят аналогичные параметры запитываемого гаджета или стационарного устройства. Это не только делает блок питания громоздким, но и значительно удорожает стоимость девайса. Преимуществом приведенных схем является гальваническая развязка. Однако самыми миниатюрными источниками питания 12 В являются бестрансформаторные блоки питания, в которых производится:.
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация.
Делители напряжения — цепи постоянного тока
Цепи постоянного тока
Во многих электрических и электронных устройствах используются напряжения различных уровней.
по всей их схеме. Для одной схемы может потребоваться 9-вольтовый источник питания, для другой
15-вольтовый источник питания, а еще один 18-вольтовый источник питания. Эти напряжения
Требования могут быть обеспечены тремя отдельными источниками питания. Этот метод
дорого и требует много места. Самый распространенный метод
подачи этих напряжений заключается в использовании одного источника напряжения и Делитель напряжения .
Типичный делитель напряжения состоит из двух или более резисторов, соединенных последовательно.
последовательно через напряжение источника ( В в ). Напряжение источника
должно быть таким же высоким или выше, чем любое напряжение, развиваемое делителем напряжения.
По мере того, как напряжение источника падает последовательными шагами в серии
резисторы, любая желаемая часть напряжения источника может быть «отводом» для
Индивидуальные требования к напряжению питания. Номиналы последовательных резисторов
используемых в делителе напряжения, определяются напряжением и током
Требования к нагрузкам.
Рассмотрим схему на рисунке ниже, которая представляет собой простое напряжение разделитель. Физически мы знаем, что если V в применить к вход, выход В R2 будет менее В в , потому что некоторые из В в используются увеличение форсирующего тока через резистор R 1 . Количество напряжение, использованное в R 1 равно В R1 .
Простой делитель напряжения.
Аналогично, напряжение на R 2 равно В R2 , выходное напряжение в этой цепи. Теперь мы хотели бы найти готовое средство определения напряжения на R 2 , который мы называем V R2 . ( В в , Р 1 и Р 2 считаются известными.)
По закону Ома мы знаем, что напряжение на определенном резисторе равно
ток через этот резистор, умноженный на омическое значение резистора.
В форме уравнения мы бы написали В R2 = I × R 2 .
По-видимому, чтобы вычислить V R2 , надо сначала определить I . Вспоминая, что I в показанной простой последовательной цепи
затем мы можем подставить это значение I в исходное выражение для В R2 — первое уравнение выше — и получаем
Количество р 2 /( Р 1 + Р 2 ) тогда видно, что это отношение между выходным и входным напряжениями.
Если бы нас интересовало напряжение на R 1 , оно было бы равно
Если к любому из резисторов приложить сопротивление нагрузки, напряжение будет равно
подводится к сопротивлению нагрузки, и ток будет потребляться им. Когда текущий
берется из делителя, общий ток, протекающий в цепи, будет
увеличивается, потому что общее сопротивление цепи уменьшилось.
Если на общий ток, протекающий в цепи делителя, влияют нагрузки размещены на нем, то падения напряжения на каждом резисторе делителя также будут затронутый. При разработке делителя напряжения максимальный потребляемый ток нагрузками будет определять номинал резисторов, формирующих напряжение разделитель. Обычно значения сопротивления, выбранные для делителя, разрешать ток, равный десяти процентам от общего тока, потребляемого внешние нагрузки. Этот ток, который не протекает ни через одну из нагрузок устройства называется ток прокачки .
Пример:
На рисунке ниже показан простой делитель напряжения без нагрузки.
Простой делитель напряжения без нагрузки.
Изображенный делитель напряжения состоит из двух резисторов одинакового номинала. Следовательно, падение напряжения на каждом сопротивлении будет одинаковым. Общая ток в цепи будет
Разность потенциалов между точками (А) и (В) равна 50 В. Если
резистор помещается между (A) и (B), падение напряжения между ними
баллы будут снижены.
Делитель напряжения с одной загруженной секцией.
На рисунке выше показана та же схема делителя с подключенным нагрузочным резистором. Общее сопротивление можно рассчитать
Видно, что общее сопротивление уменьшилось. Это приводит к соответствующее увеличение текущего потока. Суммарный ток определяется следующим образом
Анализ падений напряжения показывает следующее изменение напряжения распределение цепи
Обратите внимание, что хотя значение напряжения между точками (A) и (B) равно уменьшено падение напряжения на R 1 увеличено. Количество тока, протекающего через нагрузку, можно найти таким образом
Изменение напряжений и токов, обнаруженное в предыдущем примере, равно
нежелательно в делителе напряжения. Он должен быть рассчитан на напряжение
которые максимально стабильны. Делитель напряжения, состоящий из двух резисторов
будет разработан с использованием показанной конфигурации схемы
на рисунке ниже.
Напряжение питания 200 В. Желательно поставить
напряжение 50 В на нагрузке 6 мА.
Пример схемы предлагаемого делителя напряжения.
Предположим, что ток утечки составляет десять процентов от требуемого тока нагрузки.
Общий ток нагрузки ( I RL ) указан как 6 мА. Кровотечение ток через R 2 , поэтому должно быть
Ток сброса и ток через резистор R L объединяются, и оба тока протекают через R 1 . Этот текущий значение может быть вычислено
Значение сопротивления R L должно быть следующим
Компьютеры для R 1 и R 2
Резисторы серии
Соединение резисторов вместе | ||
Отдельные резисторы могут быть соединены вместе либо последовательно, либо параллельно, либо в комбинации последовательного и параллельного соединения для создания более сложных сетей, эквивалентное сопротивление которых представляет собой комбинацию отдельных резисторов. | ||
| ||
Резисторы серии | ||
| Говорят, что резисторы соединены в « серии », когда они последовательно соединены в одну линию. Поскольку весь ток, протекающий через первый резистор, не имеет другого пути, он также должен проходить через второй резистор, третий и так далее. Тогда последовательно соединенные резисторы имеют сопротивление Общий ток , протекающий через них, поскольку ток, протекающий через один резистор, также должен протекать через другие, поскольку он может проходить только по одному пути. Тогда величина тока, протекающего через набор последовательно соединенных резисторов, одинакова во всех точках последовательной цепи. Например: | ||
| I R1 = I R2 = I R3 = I AB = 1 мА | ||
В следующем примере резисторы R 1 , R 2 и R 3 соединены последовательно между точками A и B. | ||
| Цепь резистора серии | ||
Так как резисторы соединены последовательно, через каждый резистор в цепи проходит одинаковый ток и общее сопротивление R T цепи должно быть равным к сумме всех отдельных резисторов, сложенных вместе. Это | ||
Р Т = Р 1 + Р 2 + Р 3 | ||
и, взяв значения отдельных резисторов в нашем простом примере выше, общее эквивалентное сопротивление, R EQ , таким образом, определяется как: | ||
R EQ = R 1 + R 2 + R 3 = 1 кОм + 2 кОм + 6 кОм = 9 кОм | ||
Таким образом, мы можем заменить все три отдельных резистора выше только одним эквивалентным резистором, который будет иметь значение 9 кОм. Если четыре, пять или даже больше резисторов соединены вместе в последовательную цепь, общее или эквивалентное сопротивление цепи, R T , по-прежнему будет суммой всех отдельных резисторов, соединенных вместе, и чем больше резисторов добавлено к серии, тем больше эквивалентное сопротивление (независимо от их значения). Это общее сопротивление обычно известно как эквивалентное сопротивление и может быть определено как; » одно значение сопротивления, которое может заменить любое количество последовательно соединенных резисторов без изменения значений тока или напряжения в цепи» . | ||
Тогда уравнение для расчета полного сопротивления цепи при последовательном соединении резисторов имеет вид: | ||
| Уравнение резистора серии | ||
R Итого = R 1 + R 2 + R 3 +. …..R n и т. д. | ||
Обратите внимание, что общее или эквивалентное сопротивление R T оказывает такое же влияние на цепь, как и исходная комбинация резисторов, поскольку представляет собой алгебраическую сумму отдельных сопротивлений. Один важный момент, который следует помнить о резисторах в последовательных цепях, общее сопротивление (R T ) любых двух или более резисторов, соединенных вместе последовательно, всегда будет БОЛЬШЕ , чем значение самого большого резистора в цепочке, и в нашем примере выше R T = 9 кОм, так как максимальное значение резистора составляет всего 6 кОм. . | ||
| ||
| Напряжение резистора серии | ||
Напряжение на каждом последовательно соединенном резисторе подчиняется правилам, отличным от правил последовательного тока. Из приведенной выше схемы мы знаем, что общее напряжение питания на резисторах равно сумме разностей потенциалов на R 1 , R 2 и R 3 , V AB = V R1 + V R2 + V R3 = 9V. | ||
Используя Закон Ома , напряжение на отдельных резисторах можно рассчитать как: | ||
Напряжение на R 1 = IR 1 = 1 мА x 1 кОм = 1 В | ||
Напряжение на R 2 = IR 2 = 1 мА x 2 кОм = 2 В | ||
Напряжение на R 3 = IR 3 = 1 мА x 6 кОм = 6 В | ||
дает общее напряжение V AB (1В + 2В + 6В) = 9В, что равно значению напряжения питания. Тогда сумма разностей потенциалов на резисторах равна общей разности потенциалов на комбинации и в нашем примере это 9В. | ||
Уравнение для расчета общего напряжения в последовательной цепи, которое представляет собой сумму всех отдельных напряжений, сложенных вместе, имеет вид: | ||
R Итого = V R1 + V R2 + V R3 +. …..+ V N | ||
Тогда цепи с последовательными резисторами также можно рассматривать как «делители напряжения», а цепь с последовательными резисторами, состоящая из резистивных компонентов N , будет иметь N-различные напряжения на ней при поддержании общего тока. | ||
Используя Закон Ома , можно легко найти напряжение, ток или сопротивление любой последовательно соединенной цепи, а резистор последовательной цепи можно поменять местами, не влияя на общее сопротивление, ток или мощность каждого резистора. | ||
| ||
Пример №1 | ||
Рассчитайте эквивалентное сопротивление, последовательный ток, падение напряжения и мощность для каждого резистора следующих резисторов в последовательной цепи. | ||
| ||
Все данные можно найти с помощью Закона Ома , и чтобы немного облегчить жизнь, мы можем представить эти данные в табличной форме.
| ||
| ||
Цепь делителя потенциала | ||
Такое последовательное соединение резисторов к одному напряжению питания постоянного тока имеет одно важное преимущество: на каждом резисторе появляются разные напряжения, причем величина напряжения определяется значением резистора только потому, что, как мы теперь знаем, ток через последовательную цепь является общим. . Эта способность генерировать различные напряжения создает схему, называемую 9.0259 Потенциал или Сеть делителя напряжения . | ||
Последовательная схема, показанная выше, представляет собой простой делитель напряжения, в котором три напряжения 1 В, 2 В и 6 В вырабатываются из одного источника питания 9 В. Законы напряжения Кирхгофа утверждают, что « напряжение питания в замкнутой цепи равно сумме всех падений напряжения (IR) вокруг цепи », и это можно использовать с пользой, поскольку это позволяет нам определить напряжение уровни цепи без предварительного нахождения тока. | ||
Ниже показана базовая схема сети делителя напряжения (также называемого делителем напряжения) для последовательно соединенных резисторов. | ||
| ||
Потенциальная делительная сеть | ||
| ||
В этой схеме два резистора соединены последовательно через V in , которое представляет собой напряжение источника питания, подключенного к резистору, R 1 , где выходное напряжение V out представляет собой напряжение на резисторе R 2 , которое определяется по формуле. Если в цепь последовательно подключить несколько резисторов, то на каждом резисторе появятся разные напряжения относительно их индивидуального сопротивления R (закон Ома IxR), обеспечивающие разные точки напряжения от одного источника. | ||
Предположим, у вас есть только источник питания 12 В постоянного тока, а для вашей схемы с импедансом 50 Ом требуется источник питания 6 В. Соединение двух резисторов одинакового номинала, скажем, по 50 Ом каждый, вместе в качестве сети делителя потенциала через 12 В сделает это очень хорошо, пока вы не подключите цепь нагрузки к сети. Это показано ниже. | ||
| ||
Пример №2 | ||
Расчет напряжения между X и Y. | ||
а) Без R L подключен | ||
b) С подключенным R L | ||
Как видно из приведенного выше, выходное напряжение V out без подключенного нагрузочного резистора дает нам требуемое выходное напряжение 6 В, но такое же выходное напряжение на V out при подключенной нагрузке падает всего до 4 В, ( Резисторы параллельно ). | ||
Переменный резистор, потенциометр или потенциометр, как его чаще называют, является хорошим примером многорезисторного делителя потенциала в одном корпусе, поскольку его можно представить как тысячи мини-резисторов, соединенных последовательно. Здесь фиксированное напряжение подается на два внешних фиксированных соединения, а переменное выходное напряжение снимается с клеммы стеклоочистителя. Многооборотные потенциометры позволяют более точно контролировать выходное напряжение. | ||
| ||
Резисторы в последовательном применении | ||
Мы видели, что резисторы, соединенные последовательно, могут использоваться для получения различных напряжений между собой, и этот тип цепи резисторов очень удобен для создания сети делителя напряжения. | ||
Например, следующая схема термистора имеет сопротивление 10 кОм при 25°C и 100 Ом при 100°C. Рассчитайте выходное напряжение (Vout) для обеих температур. | ||
Цепь термистора | ||
| ||
При 25°C | ||
При 100°С | ||
Заменив фиксированный резистор 1 кОм, R 2 в нашей простой схеме выше, на переменный резистор или потенциометр, можно получить определенную уставку выходного напряжения в более широком диапазоне температур. | ||
| ||
Резисторы серииКраткое описание | ||
Тогда подведем итоги. Когда два или более резистора соединены вместе встык в одну ветвь, говорят, что они соединены вместе последовательно. Резисторы серии пропускают один и тот же ток, но разность потенциалов на них неодинакова. В последовательной цепи отдельные резисторы складываются вместе, чтобы получить эквивалентное сопротивление ( R T ) последовательной комбинации. Резисторы в последовательной цепи можно менять местами, не влияя на общее сопротивление, ток или мощность каждого резистора или цепи. | ||
В следующем уроке о резисторах мы рассмотрим параллельное соединение резисторов и покажем, что общее сопротивление является обратной суммой всех резисторов, сложенных вместе, и что напряжение является общим для параллельной цепи. | ||
Воспроизведено с разрешения Wayne Storr (http://www. | ||
Затем сложные сети резисторов или импедансов можно заменить одним эквивалентным резистором или импедансом. Какой бы ни была комбинация или сложность схемы, все резисторы подчиняются Закон Ома и Закон Кирхгофа. 
Однако при использовании этого типа сети необходимо соблюдать осторожность, так как полное сопротивление любой подключенной к ней нагрузки может повлиять на выходное напряжение. Например,
Тогда выходное напряжение V out определяется отношением V 1 к V 2 с эффектом снижения уровня сигнала или напряжения, известным как Затухание , поэтому необходимо соблюдать осторожность при использовании сетей делителя напряжения. . Чем выше импеданс нагрузки, тем меньше влияние нагрузки на выход.
Если мы заменим один из резисторов в приведенной выше схеме делителя напряжения датчиком , например термистором, светочувствительным резистором (LDR) или даже переключателем, мы сможем преобразовать измеряемую аналоговую величину в подходящий электрический сигнал, способный быть измеренным.
electronics-tutorials.ws/resistor/res_3.html)Автор Уэйн Сторр
Wayne Storr
Веб-сайт:
Поделитесь этим
Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра комментариев на платформе Disqus.
led — Резистор последовательно или делитель напряжения?
\$\начало группы\$
Есть кое-что, чего я никак не могу понять. Скажем, у меня есть источник постоянного тока 5 В, и мне нужно запитать светодиод с номинальным током 280 мА при 3,2 В.
Должен ли я использовать последовательный резистор (требуется падение 1,8 В, поэтому ~ 6,5 Ом) или сделать делитель напряжения (R1 — 5,5 Ом, R2 — 60 Ом, RL ~ 11,4)?
Есть ли у одного преимущество перед другим? Если я использую делитель напряжения, следует ли учитывать более высокие сопротивления?
- светодиод
- резисторы
- делитель напряжения
\$\конечная группа\$
5
\$\начало группы\$
Делитель напряжения — это то, что нужно, когда вы пытаетесь контролировать напряжение.
Один резистор лучше, когда вы пытаетесь контролировать ток.
Цифра 3,2 В, которую вы указали для своего светодиода, представляет собой прямое падение напряжения на диоде (D в слове LED). Это не попытка сказать, что вам нужно питать этот светодиод 3,2 В, скорее, падение напряжения на нем будет около 3,2 В, когда ток через него составляет 280 мА. Заметьте, я сказал «о». Если вы попытаетесь обеспечить ровно 3,2 В, ток может быть практически любым: от недостаточного, чтобы увидеть светодиод, до полного его выгорания.
С помощью светодиодов вы пытаетесь управлять током, а напряжение при этом токе является лишь артефактом этого. Следовательно, вы захотите использовать резистор, который обеспечит правильное падение напряжения при желаемом токе.
Резисторный делитель на самом деле будет работать (потому что он также имеет последовательный резистор, ограничивающий ток), но он тратит энергию впустую, сбрасывая ток на землю, а не просто последовательный резистор, где весь ток проходит через светодиод.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Последовательный резистор 6,5 Ом является правильным способом сделать это. Делитель напряжения изменит свое напряжение, когда вы добавите светодиод параллельно «нижнему» резистору.
Имейте в виду, что мощность вашего резистора составляет 0,28 2 ·6,5, или чуть более половины ватта, так что вам, вероятно, понадобится резистор на 1 Вт, чтобы с ним было удобно работать, и он будет нагреваться, если не жарко.
Стандартные значения сопротивления почти всегда дешевле, чем точное значение, поэтому подходящим выбором будет 6,8 Ом. Кроме того, ваш светодиод будет рассеивать почти ватт, поэтому у него должен быть какой-то радиатор.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Начнем с простого уравнения KVL, которое можно применить в любом случае:
$$V_{_\text{TH}}-I_{_\text{LED}}\cdot R_{_\text{TH }}-V_{_\text{LED}}=0\:\text{V}$$
С простым резистором \$V_{_\text{TH}}=V_{_\text{CC}} \$ и \$R_{_\text{TH}}=R_{_\text{LIMIT}}\$.
С резистивным делителем (\$R_1\$ подключен к \$V_{_\text{CC}}\$ и \$R_2\$ подключен к земле) \$V_{_\text{TH}}=V_{_ \text{CC}}\cdot \frac{R_2}{R_1+R_2}\$ и \$R_{_\text{TH}}= \frac{R_1\,\cdot \,R_2}{R_1+R_2} \$.
Решение для \$I_{_\text{LED}}\$:
$$I_{_\text{LED}} =\frac{V_{_\text{TH}}-V_{_\text {LED}}}{R_{_\text{TH}}}$$
Теперь вопрос о том, лучше .
Мощность хоть и проблема, но не большая проблема. Анализ чувствительности поможет понять, почему. Мы делаем это, пытаясь исследовать, как изменяется ток светодиода в процентах от его номинального значения, когда какой-либо другой фактор изменяется на несколько процентов от его собственного номинального значения. Это использует исчисление, чтобы быть точным. Но это прямолинейно: 9\:2}}\:\text{d}\:R_{_\text{TH}} \\\\ &\text{Разделите обе стороны на }I_{_\text{LED}},\\\\ \%\, I_{_\text{LED}}&=\frac{\%\, V_{_\text{TH}}}{1-\frac{V_{_\text{LED}}}{V_ {_\text{TH}}}}-\frac{\%\, V_\text{LED}}{\frac{V_{_\text{TH}}}{V_{_\text{LED}}} -1}-\%\,R_{_\text{TH}} \end{align*}$$
И это определяет количественное регулирование по каждому параметру.
С делителем напряжения не так много % изменений в \$R_{_\text{TH}}\$. Но вместо этого в основном речь идет о % вариаций в \$V_{_\text{TH}}\$, на которые влияет допуск резистора, который вас убьет. Например, предположим, что вы выбрали \$V_{_\text{TH}}=3,5\:\text{V}\$, что немного выше, чем ожидаемое напряжение светодиода, и использовали резисторы с допуском 2% для делителя. . Одна только резисторная часть дала бы изменение тока светодиода примерно на 2%, если смотреть на крайний правый член и игнорировать \$V_{_\text{TH}}\$. Но если вы посмотрите на крайний левый член и учтете изменение \$V_{_\text{TH}}\$ на 2 %, вы обнаружите, что в результате этого происходит изменение тока светодиода примерно на 20–25 %. .
Все еще намного хуже, если принять во внимание перепады напряжения светодиодов от одного к другому!
Итак, , а не вы действительно хотите использовать резисторный делитель только по этой причине. Даже не принимая во внимание вариации напряжения светодиодов (которые тоже не так хороши).
ПРЕДЕЛ}}\$. Хотя этот случай намного лучше, регулировка по-прежнему не будет такой уж хорошей с таким небольшим запасом (вы можете подставить некоторые цифры, чтобы увидеть, что происходит с колебаниями напряжения светодиода, которые велики). использование резистивного делителя исключительно для вопросов регулирования.
Конечно, вы также будете тратить энергию на резисторный делитель. И это еще одна причина туда не ходить. Но это не самая главная причина избегать резисторного делителя. Самая большая причина заключается в том, что яркость светодиодов, от одного экземпляра схемы к другому, будет повсюду.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Как объяснялось в других ответах, в этом случае лучше всего использовать последовательный резистор, если все, что у вас есть, это резисторы. Делитель напряжения предназначен для случаев, когда текущая нагрузка на него невелика (или в случаях, когда вы можете буферизовать нагрузку, например, используя операционный усилитель или операционный усилитель + конфигурация двухтактного транзистора для еще большего тока).
Если вы используете делитель напряжения, он будет выделять еще больше отработанного тепла, чем один последовательный резистор.
На самом деле, для этих высокомощных светодиодов мощностью ватт или выше обычно не требуется использовать последовательный резистор. Ваш резистор создаст 1,8 В * 0,28 А = 0,504 Вт тепла. Обычный резистор с этим не справится. Мощный резистор подойдет, но это просто не очень хорошее решение для управления мощными светодиодами. В вашем случае энергоэффективность резистора 3,2 В/5 В = 0,64 = 64%.
Вам нужен понижающий преобразователь с механизмом контроля тока. Понижающий преобразователь снижает напряжение 5 вольт до уровня, необходимого для создания тока 0,28 А. У него будет намного меньше потерь, чем у последовательного резистора. Понижающий преобразователь не будет иметь 100% КПД, но вы должны, по крайней мере, получить 80-9.0% из них, во всяком случае более 64%.
\$\конечная группа\$
3
\$\начало группы\$
Лучший способ объяснить схемы — вернуться в прошлое, шаг за шагом изобретать их заново и обобщать полученные идеи.
Тогда давайте…
Задача здесь состоит в том, чтобы уменьшить напряжение на определенную величину (в данном случае с 5 В до 3,2 В).
Решение состоит в том, чтобы вычесть некоторое напряжение (здесь 1,8 В) следующим образом:
Если нагрузка низкоомная , и протекает значительный ток, достаточно вставить резистор между источником и нагрузкой. На резисторе появляется падение напряжения, и напряжение уменьшается с этим значением.
Если нагрузка имеет высокое сопротивление (например, разомкнутая цепь), ток протекает недостаточно (отсутствует). Недостаточно высокое (нет) падение напряжения на резисторе. Итак, , чтобы уменьшить напряжение, нам нужен ток, чтобы течь . Для этого включаем параллельно нагрузке еще один резистор… и таким образом «изобретаем» схему знаменитой Делитель напряжения .
Итак, нижний резистор R2 в цепи делителя напряжения пропускает ток I через верхний резистор R1, вызывая на нем падение напряжения VR1 = I.
R1.
Суть в том, что, когда нагрузка имеет относительно низкое сопротивление, мы можем регулировать напряжение через и ток через с помощью всего одного резистора последовательно. Когда нагрузка имеет высокое сопротивление, мы можем отрегулировать напряжение на , добавив еще один резистор параллельно нагрузке.
На самом деле всегда существует конфигурация делителя напряжения, состоящая из двух последовательно соединенных элементов. Один из них представляет собой резистор, специально добавленный для снижения напряжения; другой — либо нагрузка (здесь светодиод), либо другой резистор. Сопротивление первого резистора должно быть достаточно большим по сравнению с сопротивлением второго резистора Ом.
Напрашивается вопрос: «Какая нагрузка у светодиода?» Проблема с ним в том, что он не оказывает постоянного сопротивления току, протекающему через него. Сначала при низком напряжении оно высокое… но в какой-то момент (в вертикальной части ВАХ) начинает резко снижаться.
Итак, если нам нужно зафиксировать напряжение на светодиоде меньше его порога, нам нужно использовать делитель напряжения; если напряжение выше порогового, достаточно только одного резистора.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Важно понимать, что светодиоду нужен определенный ток, в отличие от старой лампы накаливания или «лампочки», для которой требуется определенное напряжение. Вы достаточно взрослые, чтобы помнить лампочку мощностью 60 Вт над обеденным столом? Такая лампа была рассчитана на 120 или 220 В, при этом сила тока на колбе не была указана. В вашем велосипеде была лампочка на 5 В, в вашей машине — на 12 В. Нити накала этих ламп были жестко подключены к источнику напряжения, драйверы не требовались.
Теперь со светодиодами электрические системы по-прежнему являются системами напряжения, но на самом деле светодиодов на 5, 12, 120, 230 В не существует, им всем нужны (внутренние) резисторы или драйверы тока.
Приятно знать, что номинальное напряжение вашего светодиода составляет 3,2 В, поэтому вы можете подобрать последовательный резистор примерно так: (5,0–3,2) В / 280 мА = 6,5 Ом. (Номинальная мощность будет P = I-квадрат, умноженный на R = 0,5 Вт, просто купите тип на 2 Вт или больше) не должен быть намного выше номинального во избежание его выгорания. Вы можете измерить ток напрямую или измерить напряжение на резисторе, если вы доверяете его значению.
НЕ измеряйте напряжение на светодиоде. Ток через диод (D в светодиоде для диода) является экспоненциальной функцией его напряжения, поэтому даже если вы измерите «примерно правильное» напряжение светодиода, ток может быть далеким.
Поскольку эти 5 В могут быть неточными, а резистор на 6,5 Ом может быть сложно реализовать и потреблять энергию, вы можете поискать «драйвер тока», обычно микросхему или модуль переключаемого источника питания, который можно легко настроить. к вашему номинальному значению тока, и это имеет КПД около 80 %, что означает, что вы экономите 80 % тепловых потерь обычного резистора.
Еще один вариант, не для экономии энергии, а для борьбы с не точным или постоянным входом 5В, это поиск как использовать микросхему регулятора напряжения в качестве источника тока , например:
Регулятор напряжения для линейного постоянного тока (1,5А) Драйвер светодиода?
Кстати, не попадайтесь в ловушку, соединяя два таких светодиода последовательно, думая, что 2 раза по 2,8 В равно примерно 5 В, и исключая резистор, потребляющий мощность. Из-за экспоненциальной кривой U-I ток в светодиодах будет слишком низким, а следовательно, и светоотдача. Если напряжение питания станет чуть выше 5,6 В, светодиоды будут потреблять слишком большой ток и сгорят.
Я оставляю это как «упражнение для читателя», почему не следует соединять старые лампочки последовательно или с последовательным резистором, или параллельно светодиоды. . .
Удачи!
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Я ответил как подключить светодиод.
