Delilniki napetosti in toka

Napetostni delilnik

V elektrotehniki se zelo pogosto uporabljajo napetostni delilniki, katerih delovanje lahko preverimo z uporabo pravila porazdelitve napetosti. Slika prikazuje tokokroge delilnika napetosti, ki se uporabljajo za znižanje dane napajalne napetosti (npr. 4, 6, 12 ali 220 V) na katero koli nižjo napetost.

riž. 1. Tokokrogi delilnika napetosti

V električnih električnih napravah, pa tudi med meritvami, je včasih potrebno pridobiti več napetosti določene vrednosti iz enega vira. Delilniki napetosti se pogosto (zlasti v tehnologiji nizkega toka) imenujejo potenciometri.

Spremenljivo delno napetost dobimo s premikanjem drsnega kontakta reostata ali druge vrste upora. Parcialno napetost s konstantno vrednostjo lahko dobimo s potiskanjem upora ali pa jo poslušamo iz spoja dveh ločenih uporov.

S pomočjo drsnega kontakta se lahko gladko spreminja delna napetost, ki je potrebna za sprejemnik z uporom (obremenitveni upor), medtem ko drsni kontakt zagotavlja vzporedno vezavo uporov, iz katerih je odvzeta delna napetost.

Upori se uporabljajo kot del napetostnega delilnika za doseganje fiksne vrednosti napetosti. V tem primeru je izhodna napetost Uout povezana z vhodom Uin (brez morebitnega upora obremenitve) preko naslednje povezave:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

riž. 2. Napetostni delilnik

Primer. Z uporabo uporovnega delilnika morate dobiti napetost 1 V v breme 100 kOhm iz vira DC 5 V. Zahtevano razmerje delitve napetosti je 1/5 = 0,2. Uporabljamo separator, katerega diagram je prikazan na sl. 2.

Upornost uporov R1 in R2 mora biti znatno manjša od 100 kΩ. V tem primeru lahko pri izračunu delilnika zanemarimo upor obremenitve.

Zato je R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

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

R1 = 4R2

Zato lahko izberete R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Upornost R1 dobimo s serijsko vezavo standardnih uporov 1,8 in 2,2 kOhm, izdelanih na osnovi kovinskega filma z natančnostjo ± 1% (moč 0,25 W).

Ne smemo pozabiti, da sam delilnik porablja tok iz primarnega vira (v tem primeru 1 mA) in ta tok se bo povečal, ko se upornost uporov delilnika zmanjša.

Za dosego določene vrednosti napetosti je treba uporabiti upore z visoko natančnostjo.

Pomanjkljivost enostavnega uporovnega delilnika napetosti je, da se s spremembo upora obremenitve spremeni izhodna napetost (Uout) delilnika. Da bi zmanjšali vpliv obremenitve na U, je treba izbrati hitrost R2 vsaj 10-krat manjšo od minimalnega upora obremenitve.

Pomembno je vedeti, da ko se upornost uporov R1 in R2 zmanjša, se tok, ki ga porabi vir vhodne napetosti, poveča. Običajno ta tok ne sme preseči 1-10 mA.

Tokovni delilnik

Upori se uporabljajo tudi za usmerjanje določenega dela celotnega toka na ustrezno roko delilnika. Na primer, v diagramu na sl. 3 tok Az je del skupnega toka Azv, ki ga določajo upornosti uporov R1 in R2, tj. lahko zapišemo, da je Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Primer. Kazalec merilnika odstopa do polne skale, če je enosmerni tok v gibljivi tuljavi 1 mA. Aktivni upor navitja tuljave je 100 ohmov Izračunajte upor merilni shunt tako da kazalec naprave odstopa maksimalno pri vhodnem toku 10 mA (glej sliko 4).

riž. 3. Tokovni delilnik

riž. 4.

Trenutno razmerje delitve je podano z razmerjem:

Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohmov

zato

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 ohmov

Zahtevano upornost upora R1 lahko dosežemo tako, da zaporedno povežemo dva standardna debeloplastna upora 9,1 in 2 ohma z natančnostjo ± 2% (0,25 W). Ponovno upoštevajte, da je na sl. 3 upor R2 je notranji upor merilne naprave.

Za zagotovitev dobre natančnosti pri delitvi tokov je treba uporabiti upore z visoko natančnostjo (± 1%).