divizor de tensiune sau divizorul de tensiune constă dintr-o asociere de rezistențe sau impedanțe în serie conectate la o sursă. În acest fel tensiunea V furnizat de sursă - tensiunea de intrare - este distribuit proporțional în fiecare element, conform legii lui Ohm:
Veu = I.Zeu.
Unde Veu este tensiunea pe elementul circuitului, I este curentul care curge prin el și Zeu impedanța corespunzătoare.
Când aranjați sursa și elementele într-un circuit închis, trebuie îndeplinită a doua lege a lui Kirchhoff, care prevede că suma tuturor căderilor și creșterilor de tensiune este egală cu 0.
De exemplu, dacă circuitul de luat în considerare este pur rezistiv și este disponibilă o sursă de 12 volți, pur și simplu prin plasarea a două rezistențe identice în serie cu sursa menționată, tensiunea va fi împărțită: fiecare rezistență va avea 6 volți. Și cu trei rezistențe identice, se obțin 4 V în fiecare.
Deoarece sursa reprezintă o creștere a tensiunii, atunci V = +12 V. Și în fiecare rezistor există căderi de tensiune care sunt reprezentate prin semne negative: - 6 V și - respectiv 6 V. Este ușor de văzut că a doua lege a lui Kirchoff este îndeplinită:
+12 V - 6 V - 6 V = 0 V
De aici provine denumirea divizorului de tensiune, deoarece prin rezistoarele de serie se pot obține cu ușurință tensiuni mai mici pornind de la o sursă cu o tensiune mai mare.
Indice articol
Să continuăm să luăm în considerare un circuit pur rezistiv. Știm că curentul I care trece printr-un circuit de rezistențe în serie conectat la o sursă așa cum se arată în figura 1, este același. Și conform legii lui Ohm și a doua lege a lui Kirchoff:
V = IR1 + A MERGEDouă + A MERGE3 +… A MERGEeu
Unde R1, RDouă… Reu reprezintă fiecare rezistență de serie a circuitului. Prin urmare:
V = I ∑ Reu
Deci curentul se dovedește a fi:
I = V / ∑ Reu
Acum să calculăm tensiunea pe unul dintre rezistențe, rezistorul Reu de exemplu:
Veu = (V / ∑ Reu) Reu
Ecuația anterioară este rescrisă după cum urmează și avem regula divizorului de tensiune pregătită pentru o baterie și N rezistoare în serie:
Dacă avem un circuit divizor de tensiune cu 2 rezistențe, ecuația de mai sus devine:
Și în cazul special în care R1 = RDouă, Veu = V / 2, indiferent de curent, așa cum sa menționat la început. Acesta este cel mai simplu divizor de tensiune dintre toate.
În figura următoare este diagrama acestui divizor, unde V, tensiunea de intrare, este simbolizată ca Vîn, și Veu este tensiunea obținută prin împărțirea tensiunii între rezistențele R1 și RDouă.
Regula divizorului de tensiune va fi aplicată în două circuite rezistive pentru a obține tensiuni mai mici.
Este disponibilă o sursă de 12 V, care trebuie împărțită în 7 V și 5 V prin intermediul a două rezistențe R1 și RDouă. Există o rezistență fixă de 100 Ω și o rezistență variabilă al cărei domeniu este între 0 și 1kΩ. Ce opțiuni există pentru a configura circuitul și a seta valoarea rezistorului RDouă?
Pentru a rezolva acest exercițiu, se va utiliza regula divizorului de tensiune pentru două rezistențe:
Să presupunem că R1 este rezistența găsită la o tensiune de 7 V și acolo este plasată rezistența fixă R1 = 100 Ω
Rezistența necunoscută RDouă trebuie să fie la 5 V:
Și R1 la 7 V:
5 (RDouă +100) = 12 RDouă
500 = 7 RDouă
RDouă = 71,43 Ω
La fel, puteți utiliza cealaltă ecuație pentru a obține aceeași valoare sau înlocuiți rezultatul obținut pentru a verifica egalitatea.
Dacă acum rezistența fixă este plasată ca RDouă, atunci va fi R1 este la 7 V:
5 (100 + R1) = 100 x 12
500 + 5R1 = 1200
R1 = 140 Ω
În același mod, este posibil să se verifice dacă această valoare satisface a doua ecuație. Ambele valori se află în intervalul de rezistență variabilă, prin urmare este posibilă implementarea circuitului solicitat în ambele moduri.
Un voltmetru de curent continuu DC pentru măsurarea tensiunilor într-un anumit domeniu, se bazează pe divizorul de tensiune. Pentru a construi un astfel de voltmetru, este necesar un galvanometru, de exemplu al lui D'Arsonval.
Este un contor care detectează curenții electrici, echipat cu o scală gradată și un ac indicator. Există multe modele de galvanometre, cel din figură este unul foarte simplu, cu două terminale de conectare care se află pe spate..
Galvanometrul are o rezistență internă RG, care tolerează doar un curent mic, numit curent maxim IG. În consecință, tensiunea pe galvanometru este Vm = EuGRG.
Pentru a măsura orice tensiune, voltmetrul este plasat în paralel cu elementul care urmează să fie măsurat și rezistența sa internă trebuie să fie suficient de mare pentru a nu extrage curent din circuit, altfel îl va modifica..
Dacă vrem să folosim galvanometrul ca contor, tensiunea care trebuie măsurată nu trebuie să depășească maximul permis, care este devierea maximă a acului pe care îl are dispozitivul. Dar presupunem că Vm este mic, din moment ce euG și RG sunt.
Cu toate acestea, atunci când galvanometrul este conectat în serie cu un alt rezistor RS, apel limitarea rezistenței, putem extinde domeniul de măsurare al galvanometrului de la micul Vm până la o anumită tensiune mai mare ε. Când această tensiune este atinsă, acul instrumentului are o deformare maximă.
Schema de proiectare este următoarea:
În figura 4 din stânga, G este galvanometrul și R este orice rezistență peste care doriți să măsurați tensiunea VX.
Figura din dreapta arată modul în care circuitul cu G, RG și RS este echivalent cu un voltmetru, care este plasat în paralel cu rezistența R.
De exemplu, să presupunem că rezistența internă a galvanometrului este RG = 50 Ω și curentul maxim pe care îl suportă este IG = 1 mA, rezistența limitativă RS pentru voltmetrul construit cu acest galvanometru pentru a măsura o tensiune maximă de 1 V se calculează după cum urmează:
EuG (RS + RG) = 1 V
RS = (1 V / 1 x 10-3 A) - RG
RS = 1000 Ω - 50 Ω = 950 Ω
Nimeni nu a comentat acest articol încă.