فواصل الجهد والتيار

مقسم الفولت

في الهندسة الكهربائية ، غالبًا ما تستخدم مقسمات الجهد ، والتي يمكن التحقق من تشغيلها من خلال تطبيق قاعدة توزيع الجهد. يوضح الشكل دوائر مقسم الجهد المستخدمة للتنحي بجهد إمداد معين (على سبيل المثال 4 أو 6 أو 12 أو 220 فولت) إلى أي جهد أقل.

أرز. 1. دوائر مقسم الجهد

في الأجهزة الكهربائية ، وكذلك أثناء القياسات ، من الضروري أحيانًا الحصول على عدة فولتية ذات قيمة معينة من مصدر واحد. غالبًا ما تسمى مقسمات الجهد (وخاصة في تكنولوجيا التيار المنخفض) مقاييس فرق الجهد.

يتم الحصول على الجهد الجزئي المتغير عن طريق تحريك التلامس المنزلق لمقاوم متغير أو أي نوع آخر من المقاوم. يمكن الحصول على القيمة الثابتة للجهد الجزئي عن طريق دفع المقاوم أو يمكن الاستماع إليه من تقاطع مقاومين منفصلين.

بمساعدة التلامس المنزلق ، يمكن تغيير الجهد الجزئي المطلوب لجهاز الاستقبال بمقاومة (مقاومة الحمل) بسلاسة ، بينما يوفر التلامس المنزلق اتصالًا متوازيًا للمقاومات التي يتم إزالة الجهد الجزئي منها.

تستخدم المقاومات كجزء من مقسم الجهد للحصول على قيمة جهد ثابتة. في هذه الحالة ، يتم توصيل جهد الخرج Uout بوحدة الإدخال (باستثناء مقاومة الحمل المحتملة) من خلال الاتصال التالي:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

أرز. 2. مقسم الجهد

مثال. باستخدام مقسم المقاوم ، تحتاج إلى الحصول على جهد 1 فولت في حمل 100 كيلو أوم من مصدر تيار مستمر بجهد 5 فولت ، ونسبة تقسيم الجهد المطلوبة هي 1/5 = 0.2. نستخدم الفاصل الذي يظهر مخططه في الشكل. 2.

يجب أن تكون مقاومة المقاومات R1 و R2 أقل بكثير من 100 kΩ. في هذه الحالة ، عند حساب الحاجز ، يمكن إهمال مقاومة الحمل.

لذلك ، R2 / (R1 + R2) R2 = 0.2

R2 = 0.2R1 + 0.2R2.

R1 = 4R2

لذلك ، يمكنك اختيار R2 = 1 كيلو أوم ، R1 - 4 كيلو أوم. يتم الحصول على المقاومة R1 عن طريق التوصيل المتسلسل للمقاومات القياسية 1.8 و 2.2 كيلو أوم ، المصنوعة على أساس فيلم معدني بدقة ± 1٪ (الطاقة 0.25 واط).

يجب أن نتذكر أن الحاجز نفسه يستهلك التيار من المصدر الأساسي (في هذه الحالة 1 مللي أمبير) وسيزداد هذا التيار مع انخفاض مقاومة المقاومات الفاصلة.

يجب استخدام مقاومات عالية الدقة للحصول على قيمة الجهد المحددة.

عيب مقسم جهد المقاوم البسيط هو أنه مع التغيير في مقاومة الحمل ، يتغير جهد الخرج (Uout) للمقسم. لتقليل تأثير الحمل على U ، يجب عليك اختيار السرعة R2 على الأقل 10 مرات أصغر من الحد الأدنى لمقاومة الحمل.

من المهم أن تتذكر أنه مع انخفاض مقاومة المقاومات R1 و R2 ، يزداد التيار الذي يستهلكه مصدر جهد الدخل. عادة ، يجب ألا يتجاوز هذا التيار 1-10 مللي أمبير.

الفاصل الحالي

تُستخدم المقاومات أيضًا لتوجيه جزء معين من التيار الكلي إلى الذراع المقابل للمقسم. على سبيل المثال ، في مخطط التين. 3 الحالي من Az هو جزء من إجمالي Azv الحالي الذي تحدده مقاومات المقاومات R1 و R2 ، أي يمكننا أن نكتب أن Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

مثال. ينحرف مؤشر العداد إلى الحجم الكامل إذا كان التيار المستمر في الملف المتحرك 1 مللي أمبير. المقاومة النشطة لملف الملف هي 100 أوم ، احسب المقاومة قياس التحويلة بحيث ينحرف مؤشر الجهاز إلى أقصى حد عند تيار إدخال يبلغ 10 مللي أمبير (انظر الشكل 4).

أرز. 3. الفاصل الحالي

أرز. 4.

يتم إعطاء نسبة الانقسام الحالية من خلال النسبة:

Iout / Iout = 1/10 = 0.1 = R1 / R2 + R1 ، R2 = 100 أوم

لذلك،

0.1R1 + 0.1R2 = R1

0.1R1 + 10 = R1

R1 = 10 / 0.9 = 11.1 أوم

يمكن الحصول على المقاومة المطلوبة للمقاوم R1 عن طريق توصيل مقاومين غشاءين قياسيين سميكين في سلسلة من 9.1 و 2 أوم بدقة ± 2٪ (0.25 واط). لاحظ مرة أخرى أنه في الشكل. 3 المقاومة R2 هي المقاومة الداخلية لجهاز القياس.

يجب استخدام مقاومات عالية الدقة (± 1٪) لضمان دقة جيدة في تقسيم التيارات.