29 декабря 2016
Кравченко Виктор

Делитель напряжения

Радиотехника и электроника Аналоговые устройства Цифровые устройства Arduino
01

Делитель напряжения применяется в случаях, когда необходимо уменьшить входное напряжение. Простейший делитель напряжения представляет из себя 2 последовательно соединенных резистора:

02
03 На заметку:
На принципе делителя напряжения строятся системы подключения нескольких кнопок к одному входу микроконтроллера.
04

Имея ввиду, что ток в каждой точке представленной цепи одинаков, пренебрегая малым током нагрузки и используя закон Ома, получаем:

05
$$I_{вх}={U_{вх} \over {R_1+R_2}}={U_{вых} \over R_2}$$
06

Из этой формулы выводим производные для нахождения неизвестных при прочих известных. Для нахождения выходного напряжения $U_{вых}$:

07
$$U_{вых}={U_{вх} \times {R_2 \over {R_1+R_2}} }$$
08

Для нахождения входного напряжения $U_{вх}$:

09
$$U_{вх}={U_{вых} \times {{R_1+R_2} \over R_2} }$$
10

Для нахождения сопротивления $R_1$ или $R_2$, по известному сопротивлению $R_2$ или $R_1$ и напряжениям $U_{вых }$ и $U_{вх }$:

11
$$R_1={{U_{вх} \times R_2} \over {U_{вых}}}-R_2$$
12
$$R_2={R_1 \times {U_{вых}} \over {U_{вх}-U_{вых}}}$$
13

Для нахождения сопротивлений плеч $R_1$ или $R_2$, зная общее сопротивление делителя $R_{общ}$ и напряжения $U_{вых }$ и $U_{вх }$:

14
$$R_2={{U_{вых} \times {R_{общ}} \over U_{вх}} }; \text { } R_1=R_{общ}-R_2$$
15

Делитель напряжения идеально подходит для случаев, когда ток нагрузки настолько минимален, что им можно пренебрегать. Распространенным примером таких случаев является считывание напряжения аналоговым входом микроконтроллера, либо управление базой транзистора.

16

Делитель не подходит для подачи напряжения на мощные потребители вроде моторов или светодиодных лент. Это связано с тем, что переменное потребление тока на нагрузке будет неизбежно приводить к просадке выходного напряжения.

17

Делитель напряжения с нагрузкой

При появлении нагрузки, током которой уже нельзя будет пренебрегать, получится, что схема примет следующий вид:

18
19

В данном случае ситуация осложняется тем, что в расчет необходимо принимать переменное сопротивление нагрузки $R_{н}$, которое подключено параллельно с сопротивлением $R_2$. При росте нагрузки на ней неизбежно падение напряжения. Этот эффект можно побороть значительно уменьшив номиналы резисторов $R_1$ и $R_2$ по отношению к $R_{н}$, но в этом случае львиная доля тока потечет как раз по участку $R_1-R_2$ рассеивая мощность в виде тепла — в никуда. Поэтому делитель напряжения — далеко не лучшее решение для подачи напряжения мощным потребителям тока.

21

Похожие запросы:

  • Для чего используют делитель напряжения
  • Что такое делитель напряжения
comments powered by HyperComments