Apakah pembahagi voltan dan bagaimana untuk mengiranya?

Pilihan bajet untuk menukar parameter utama arus elektrik ialah pembahagi voltan. Peranti sedemikian mudah dibuat sendiri, tetapi untuk melakukan ini, anda perlu mengetahui tujuan, aplikasi, prinsip operasi dan contoh pengiraan.

Tujuan dan aplikasi

Transformer digunakan untuk menukar voltan berselang-seli, berkat nilai arus yang cukup tinggi dapat dikekalkan. Sekiranya perlu untuk menyambungkan beban yang menggunakan arus kecil (sehingga ratusan mA) ke litar elektrik, maka penggunaan pengubah voltan (U) tidak digalakkan.

Dalam kes ini, anda boleh menggunakan pembahagi voltan (DN) yang paling mudah, kosnya jauh lebih rendah. Selepas mendapat nilai yang diperlukan, U diluruskan dan kuasa dibekalkan kepada pengguna. Jika perlu, untuk meningkatkan arus (I), anda perlu menggunakan peringkat output untuk meningkatkan kuasa.Di samping itu, terdapat pembahagi dan U tetap, tetapi model ini digunakan kurang kerap daripada yang lain.

DN sering digunakan untuk mengecas pelbagai peranti di mana ia perlu untuk mendapatkan nilai U dan arus yang lebih rendah daripada 220 V untuk pelbagai jenis bateri. Di samping itu, adalah dinasihatkan untuk menggunakan peranti untuk membahagikan U untuk mencipta alat pengukur elektrik, peralatan komputer, serta bekalan kuasa berdenyut makmal dan biasa.

Prinsip operasi

Pembahagi voltan (DN) ialah peranti di mana output dan input U disambungkan menggunakan pekali pemindahan. Pekali pemindahan ialah nisbah nilai U pada output dan pada input pembahagi. Litar pembahagi voltan adalah mudah dan merupakan rantaian dua pengguna yang disambungkan secara bersiri - unsur radio (perintang, kapasitor atau induktor). Mereka berbeza dari segi prestasi.

Arus ulang alik mempunyai kuantiti utama seperti: voltan, arus, rintangan, kearuhan (L) dan kemuatan (C). Formula untuk mengira kuantiti asas elektrik (U, I, R, C, L) apabila pengguna disambung secara bersiri:

1. Nilai rintangan bertambah;
2. Tekanan bertambah;
3. Arus akan dikira mengikut undang-undang Ohm untuk bahagian litar: I = U / R;
4. Kearuhan menambah;
5. Kapasitan keseluruhan rantai kapasitor: C = (C1 * C2 * .. * Cn) / (C1 + C2 + .. + Cn).

Untuk pembuatan DN perintang mudah, prinsip perintang bersambung siri digunakan. Secara konvensional, skim ini boleh dibahagikan kepada 2 bahu. Bahu pertama adalah bahagian atas dan terletak di antara input dan titik sifar DN, dan yang kedua adalah yang lebih rendah, dan output U dikeluarkan daripadanya.

Jumlah U pada lengan ini adalah sama dengan nilai terhasil bagi U yang masuk. Terdapat jenis RP linear dan bukan linear. Peranti linear termasuk peranti dengan output U, yang berbeza secara linear bergantung pada nilai input. Ia digunakan untuk menetapkan U yang dikehendaki dalam pelbagai bahagian litar. Bukan linear digunakan dalam potensiometer berfungsi. Rintangan mereka boleh menjadi aktif, reaktif dan kapasitif.

Di samping itu, DN juga boleh menjadi kapasitif. Ia menggunakan rantaian 2 kapasitor yang disambung secara bersiri.

Prinsip operasinya adalah berdasarkan komponen reaktif rintangan kapasitor dalam litar semasa dengan komponen berubah-ubah. Kapasitor bukan sahaja mempunyai ciri kapasitif, tetapi juga rintangan Xc. Rintangan ini dipanggil kapasitif, bergantung pada kekerapan arus dan ditentukan oleh formula: Xc \u003d (1 / C) * w \u003d w / C, di mana w ialah kekerapan kitaran, C ialah nilai kapasitor .

Kekerapan kitaran dikira dengan formula: w = 2 * PI * f, dengan PI = 3.1416 dan f ialah kekerapan AC.

Jenis kapasitor, atau kapasitif, membolehkan anda menerima arus yang agak besar berbanding dengan peranti perintang. Ia telah digunakan secara meluas dalam litar voltan tinggi, di mana nilai U mesti dikurangkan beberapa kali. Di samping itu, ia mempunyai kelebihan yang ketara - ia tidak terlalu panas.

Jenis induktif DN adalah berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet dalam litar arus dengan komponen berubah-ubah. Arus mengalir melalui solenoid, yang rintangannya bergantung pada L dan dipanggil induktif. Nilainya berkadar terus dengan kekerapan arus ulang-alik: Xl \u003d w * L, di mana L ialah nilai induktansi litar atau gegelung.

DN induktif hanya berfungsi dalam litar dengan arus, yang mempunyai komponen berubah-ubah, dan mempunyai rintangan induktif (Xl).

Kelebihan dan kekurangan

Kelemahan utama DN perintang adalah kemustahilan penggunaannya dalam litar frekuensi tinggi, penurunan voltan yang ketara merentasi perintang dan penurunan kuasa. Dalam sesetengah litar, adalah perlu untuk memilih kuasa rintangan, kerana pemanasan yang ketara berlaku.

Dalam kebanyakan kes, litar arus ulang-alik menggunakan DN dengan beban aktif (resistif), tetapi dengan penggunaan kapasitor pampasan yang disambungkan selari dengan setiap perintang. Pendekatan ini membolehkan anda mengurangkan haba, tetapi tidak menghilangkan kelemahan utama, iaitu kehilangan kuasa. Kelebihannya ialah penggunaan dalam litar DC.

Untuk menghapuskan kehilangan kuasa pada DN perintang, elemen aktif (perintang) harus diganti dengan yang kapasitif. Unsur kapasitif relatif kepada DN perintang mempunyai beberapa kelebihan:

1. Ia digunakan dalam litar AC;
2. Tiada terlalu panas;
3. Kehilangan kuasa dikurangkan, kerana kapasitor tidak mempunyai, tidak seperti perintang, kuasa;
4. Permohonan dalam sumber voltan voltan tinggi adalah mungkin;
5. Faktor kecekapan tinggi (COP);
6. Kurang kerugian pada I.

Kelemahannya ialah ia tidak boleh digunakan dalam litar dengan U tetap. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kapasitor dalam litar DC tidak mempunyai kapasitans, tetapi hanya bertindak sebagai kapasitansi.

DN induktif dalam litar dengan komponen pembolehubah juga mempunyai beberapa kelebihan, tetapi ia juga boleh digunakan dalam litar dengan nilai tetap U.Induktor mempunyai rintangan, tetapi disebabkan oleh induktansi, pilihan ini tidak sesuai, kerana terdapat penurunan yang ketara dalam U. Kelebihan utama berbanding dengan jenis rintangan DN:

1. Aplikasi dalam rangkaian dengan pembolehubah U;
2. Pemanasan sedikit unsur;
3. Kurang kehilangan kuasa dalam litar AC;
4. Kecekapan yang agak tinggi (lebih tinggi daripada kapasitif);
5. Gunakan dalam peralatan pengukur ketepatan tinggi;
6. Mempunyai ralat yang lebih kecil;
7. Beban yang disambungkan ke output pembahagi tidak menjejaskan nisbah pembahagian;
8. Kehilangan semasa adalah kurang daripada pembahagi kapasitif.

Kelemahannya termasuk yang berikut:

1. Penggunaan U yang berterusan dalam rangkaian kuasa membawa kepada kerugian semasa yang ketara. Di samping itu, voltan menurun secara mendadak disebabkan penggunaan tenaga elektrik untuk induktansi.
2. Isyarat keluaran dalam tindak balas frekuensi (tanpa menggunakan jambatan penerus dan penapis) berubah.
3. Tidak berkenaan dengan litar AC voltan tinggi.

Pengiraan pembahagi voltan pada perintang, kapasitor dan induktansi

Selepas memilih jenis pembahagi voltan untuk pengiraan, anda perlu menggunakan formula. Jika pengiraan tidak betul, peranti itu sendiri, peringkat output untuk menguatkan arus, dan pengguna mungkin terbakar. Akibat daripada pengiraan yang salah boleh menjadi lebih teruk daripada kegagalan komponen radio: kebakaran akibat litar pintas, serta kejutan elektrik.

Apabila mengira dan memasang litar, anda mesti mematuhi peraturan keselamatan dengan ketat, periksa peranti sebelum menghidupkannya untuk pemasangan yang betul dan jangan mengujinya di dalam bilik lembap (kemungkinan kejutan elektrik meningkat). Undang-undang utama yang digunakan dalam pengiraan ialah hukum Ohm untuk bahagian litar.Rumusannya adalah seperti berikut: kekuatan semasa adalah berkadar terus dengan voltan dalam bahagian litar dan berkadar songsang dengan rintangan bahagian ini. Entri formula kelihatan seperti ini: I = U / R.

Algoritma untuk mengira pembahagi voltan pada perintang:

1. Jumlah voltan: Upit \u003d U1 + U2, di mana U1 dan U2 ialah nilai U pada setiap perintang.
2. Voltan perintang: U1 = I * R1 dan U2 = I * R2.
3. Upit \u003d I * (R1 + R2).
4. Tiada arus beban: I = U / (R1 + R2).
5. U jatuh merentasi setiap perintang: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit dan U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.

Nilai R1 dan R2 hendaklah 2 kali kurang daripada rintangan beban.

Untuk mengira pembahagi voltan pada kapasitor, anda boleh menggunakan formula: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit dan U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.

Formula untuk mengira DN pada aruhan adalah serupa: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit dan U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.

Pembahagi digunakan dalam kebanyakan kes dengan jambatan diod dan diod zener. Diod zener ialah peranti semikonduktor yang bertindak sebagai penstabil U. Diod harus dipilih dengan U terbalik lebih tinggi daripada yang dibenarkan dalam litar ini. Diod zener dipilih mengikut buku rujukan untuk nilai voltan penstabilan yang diperlukan. Di samping itu, perintang mesti dimasukkan ke dalam litar di hadapannya, kerana tanpanya peranti semikonduktor akan terbakar.

Artikel yang serupa: