Strāvas dalītāju shēmas ir izskaidrotas ar formulu un praktisko aparatūru

Projektējot elektronisko shēmu, ir daudz situāciju, kad ķēdei nepieciešamas dažādas sprieguma un strāvas avotu vērtības. Piemēram, iestatot Op-Amp iepriekš iestatīto spriegumu, ļoti bieži tiek izmantota potenciāla dalītāja ķēde, lai iegūtu vajadzīgās sprieguma vērtības. Bet ko tad, ja mums ir nepieciešama konkrēta strāvas vērtība? Līdzīgi kā sprieguma dalītājā, ir vēl viens ķēdes veids, ko sauc par strāvas dalītāju, ko var izmantot, lai slēgto ķēdē sadalītu kopējo strāvu vairākos. Tātad šajā apmācībā mēs uzzināsim, kā izveidot vienkāršu strāvas dalītāja ķēdi, izmantojot pretestības metodi (izmantojot tikai rezistorus). Ņemiet vērā, ka ir iespējams arī izveidot strāvas dalītāju, izmantojot induktorus, un abu ķēžu darbība būs vienāda.

Strāvas dalītāja ķēdes darbība

Rezistors ir elektronikā visbiežāk izmantotā pasīvā sastāvdaļa, un, izmantojot rezistorus, ir ļoti viegli izveidot strāvas dalītāju. Pašreizējais dalītājs ir lineāra ķēde, kas sadala kopējo strāvu, kas plūst ķēdē, un rada sadalījumu vai rada daļu no kopējās strāvas.

Saskaņā ar pašreizējo dalītāja likumu strāva, kas plūst caur jebkuru paralēlu ķēdes atzaru, būs vienāda ar kopējās strāvas un pretējās atzarojuma pretestības un kopējās pretestības attiecību. Tādējādi ar pašreizējo dalītāja likumu mēs varam aprēķināt strāvu, kas plūst caur zaru, ja mēs zinām citu zaru kopējo strāvas un pretestības vērtību. Mēs to sapratīsim vairāk, turpinot darbu.

Pašreizējo dalītāju var viegli izveidot, izmantojot KCL (Kirhofa pašreizējais likums) un Ohma likumu. Apskatīsim, kā šis sadalījums notiek paralēli savienotā pretestības ķēdē.

Iepriekš minētajā attēlā paralēli ir savienoti divi rezistori ar 1 Ohm, kas ir R1 un R2. Šie divi rezistori dala kopējo strāvu, kas plūst caur rezistoru. Tā kā spriegums šajos divos rezistoros ir vienāds, strāvu, kas plūst caur katru rezistoru, var aprēķināt, izmantojot strāvas dalītāja formulu

Tādējādi kopējā strāva ir I _Kopā = I _R1 + I _R2 atbilstoši Kirhofa pašreizējam likumam.

Tagad, lai atrastu katra rezistora strāvu, mēs katram rezistoram izmantojam Ohma likumu I = V / R. Šādā gadījumā

I _R1 = V / R1 un I _R2 = V / R2

Tāpēc, ja mēs izmantosim šīs vērtības I _Kopā = I _R1 + I _R2, kopējā strāva būs

Kopējā strāva = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)

Tādējādi

V = I _kopā (1 / R1 + 1 / R2) ^-1 = I _kopā (R1R2 / R1 + R2)

Tātad, ja mēs varam aprēķināt kopējo pretestību un kopējo strāvu, tad, izmantojot iepriekš minēto formulu, mēs varam iegūt sadalīto strāvu caur rezistoru. Par pašreizējās dalītājs noteikums formulas, lai aprēķinātu pašreizējo caur R1, var ievadīt

I _R1 = V / R1 = I _kopā I _R1 = I _kopā (R2 / (R1 + R2))

Līdzīgi pašreizējās dalītāja kārtulas formulas, lai aprēķinātu strāvai caur R2, var norādīt kā

I _R2 = V / R2 = I _kopā I _R2 = I _kopā (R1 / (R1 + R2))

Tāpēc, ja rezistoriem ir vairāk nekā divi, ir jāaprēķina kopējā vai ekvivalentā pretestība, lai uzzinātu sadalīto strāvu katrā rezistorā, izmantojot formulu

I = V / R

Pašreizējā dalītāja ķēdes pārbaude aparatūrā

Apskatīsim, kā šis pašreizējais dalītājs darbojas reālā scenārijā.

Iepriekšminētajā shēmā ir trīs rezistori, kas savienoti ar fiksētu vai pastāvīgu 1A strāvas avotu. Visi rezistori ir novērtēti kā 1 Ohm. Tāpēc R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.

Šo ķēdi pārbauda paneļa panelī, savienojot rezistorus pa vienam paralēlā konfigurācijā ar 1A pastāvīgas strāvas avotu, kas savienots visā ķēdē. Jūs varat arī pārbaudīt šo vienkāršo pastāvīgās strāvas ķēdi, lai uzzinātu, kā darbojas pašreizējais avots un kā to izveidot patstāvīgi. Zemāk redzamajā attēlā ķēdei ir pievienots viens rezistors.

Strāvas rādījums ir 1A daudzmetros, kad tas ir savienots pāri rezistoram. Pēc tam tiek pievienots otrais 1 Ohm rezistors. Strāva samazinājās līdz pusei, aptuveni 500mA katrā rezistorā, kā parādīts zemāk

Kāpēc tas notika? Uzzināsim, izmantojot pašreizējo dalītāja aprēķinu. Kad paralēli ir savienoti divi 1 Ohm rezistori, ekvivalentā pretestība būs -

R _ekvivalents = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 omi

Tāpēc, kad divi 1 Ohm pretestība tika savienoti paralēli, ekvivalentā pretestība kļuva par 0.5 Ohm. Tādējādi strāva caur R1 ir

I _R1 = I _kopā (R _ekvivalents / R1) I _R1 = 1A (0,5 omi / 1 omi) = 0,5 ampēri

Caur otru rezistoru plūst tāds pats strāvas daudzums, jo R2 ir tāds pats 1 Ohm rezistors un strāva ir nemainīga līdz 1A. Multimetrs rāda aptuveni 0,5 ampēri, kas plūst caur abiem rezistoriem.

Tagad ķēdē ir pievienots papildu 1 Ohm rezistors. Multimetrs tagad rāda aptuveni 0,33A strāvas, kas plūst caur katru rezistoru.

Tā kā ir trīs paralēli savienoti rezistori, noskaidrosim līdzvērtīgu trīs rezistoru paralēlo savienojumu pretestību

R _ekvivalenta = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R _ekvivalents = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R _ekvivalents = 1 / 3R _ekvivalenta = 0.33 Omi

Tagad strāva caur katru rezistoru, IR = I _kopā (R _ekvivalents / R1) IR = 1 ampēri x (0,33 omi / 1 omi) IR = 0,33 ampēri

Multimetrs rāda, ka katrā rezistorā plūst aptuveni 0,33 ampēri, jo visiem rezistoriem ir 1 Ohm vērtība un tie ir savienoti ķēdē, kur strāvas plūsma ir fiksēta ar 1A. Varat arī noskatīties video lapas beigās, lai pārbaudītu ķēdes darbību.

Pašreizējās dalītāju lietojumprogrammas

Pašreizējā dalītāja galvenais pielietojums ir radīt daļu no ķēdē pieejamās kopējās strāvas. Tomēr dažos gadījumos komponentam, ko izmanto strāvas pārnešanai, ir ierobežojums, cik daudz strāvas faktiski plūst caur komponentu. Pārslodze izraisa paaugstinātu siltuma izkliedi, kā arī samazina sastāvdaļu paredzamo dzīves ilgumu. Izmantojot strāvas dalītāju, strāvu, kas plūst caur komponentu, var samazināt līdz minimumam un tādējādi izmantot mazāku komponenta izmēru.

Piemēram, gadījumā, ja nepieciešama lielāka rezistora jauda; pievienojot vairākus rezistorus paralēli, samazinās siltuma izkliede, un mazāki jaudas rezistori var darīt to pašu darbu.