Bộ chia điện áp và dòng điện

Chia điện áp

Trong kỹ thuật điện, các bộ chia điện áp thường được sử dụng, hoạt động của chúng có thể được kiểm tra bằng cách áp dụng quy tắc phân phối điện áp. Hình minh họa các mạch phân áp được sử dụng để giảm điện áp cung cấp nhất định (ví dụ: 4, 6, 12 hoặc 220 V) xuống bất kỳ điện áp thấp hơn nào.

Cơm. 1. Mạch phân áp

Trong các thiết bị điện, cũng như trong quá trình đo, đôi khi cần phải thu được một số điện áp có giá trị nhất định từ một nguồn. Bộ chia điện áp thường (và đặc biệt là trong công nghệ dòng điện thấp) được gọi là chiết áp.

Điện áp từng phần có thể thay đổi được bằng cách di chuyển tiếp điểm trượt của biến trở hoặc loại điện trở khác. Điện áp riêng phần có giá trị không đổi có thể thu được bằng cách đẩy điện trở hoặc có thể nghe được từ điểm nối của hai điện trở riêng biệt.

Với sự trợ giúp của tiếp điểm trượt, điện áp một phần cần thiết cho máy thu có điện trở (điện trở tải) có thể được thay đổi trơn tru, trong khi tiếp điểm trượt cung cấp kết nối song song của các điện trở mà điện áp một phần được loại bỏ.

Điện trở được sử dụng như một phần của bộ chia điện áp để có được giá trị điện áp cố định. Trong trường hợp này, điện áp đầu ra Uout được kết nối với Uin đầu vào (không bao gồm khả năng chịu tải) thông qua kết nối sau:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Cơm. 2. Bộ chia điện áp

Một ví dụ. Sử dụng bộ chia điện trở, bạn cần lấy điện áp 1 V vào tải 100 kOhm từ nguồn DC 5 V. Tỷ lệ phân chia điện áp cần thiết là 1/5 = 0,2. Chúng tôi sử dụng một dải phân cách có sơ đồ được hiển thị trong hình. 2.

Điện trở của điện trở R1 và R2 phải nhỏ hơn đáng kể so với 100 kΩ. Trong trường hợp này, khi tính toán dải phân cách, điện trở tải có thể được bỏ qua.

Do đó, R2 / (R1 + R2)R2 = 0,2

R2 = 0,2R1 + 0,2R2.

R1 = 4R2

Do đó, bạn có thể chọn R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Điện trở R1 thu được bằng cách kết nối nối tiếp các điện trở tiêu chuẩn 1,8 và 2,2 kOhm, được chế tạo trên cơ sở màng kim loại có độ chính xác ± 1% (công suất 0,25 W).

Cần nhớ rằng bản thân bộ chia tiêu thụ dòng điện từ nguồn chính (trong trường hợp này là 1 mA) và dòng điện này sẽ tăng lên khi điện trở của các điện trở bộ chia giảm.

Điện trở có độ chính xác cao phải được sử dụng để thu được giá trị điện áp quy định.

Nhược điểm của bộ chia điện áp điện trở đơn giản là khi điện trở tải thay đổi, điện áp đầu ra (Uout) của bộ chia sẽ thay đổi. Để giảm ảnh hưởng của tải lên U, bạn nên chọn tốc độ R2 nhỏ hơn ít nhất 10 lần so với trở kháng tải tối thiểu.

Điều quan trọng cần nhớ là khi điện trở của các điện trở R1 và R2 giảm, dòng điện tiêu thụ bởi nguồn điện áp đầu vào sẽ tăng lên. Thông thường, dòng điện này không được vượt quá 1-10 mA.

bộ chia hiện tại

Các điện trở cũng được sử dụng để định hướng một phần nhất định của tổng dòng điện tới nhánh tương ứng của bộ chia. Ví dụ, trong sơ đồ của hình. 3 dòng điện Az là một phần của tổng dòng điện Azv được xác định bởi điện trở của các điện trở R1 và R2, tức là chúng ta có thể viết rằng Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Một ví dụ. Kim chỉ của đồng hồ lệch hết thang đo nếu dòng điện một chiều trong cuộn dây chuyển động là 1 mA. Điện trở hoạt động của cuộn dây quấn là 100 ôm.Tính điện trở đo shunt sao cho con trỏ của thiết bị lệch tối đa ở dòng điện đầu vào là 10 mA (xem Hình 4).

Cơm. 3. Bộ chia dòng điện

Cơm. 4.

Tỷ lệ phân chia hiện tại được đưa ra bởi tỷ lệ:

Đầu ra / Đầu ra = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ôm

Vì thế,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 ôm

Điện trở cần thiết của điện trở R1 có thể thu được bằng cách mắc nối tiếp hai điện trở màng dày tiêu chuẩn là 9,1 và 2 ôm với độ chính xác ± 2% (0,25 W). Một lần nữa lưu ý rằng trong Hình. 3 điện trở R2 là điện trở trong của thiết bị đo.

Nên sử dụng điện trở có độ chính xác cao (± 1%) để đảm bảo độ chính xác tốt trong việc phân chia dòng điện.