Διαιρέτης τάσης σε σειρά: Τι, γιατί, λειτουργεί, εφαρμογές, λεπτομερή στοιχεία

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε για τον διαιρέτη τάσης σε σειρά. Ο διαιρέτης τάσης είναι γνωστό ότι είναι ένα γραμμικό ηλεκτρικό κύκλωμα που παρέχει την τάση εξόδου σε σχέση με την τάση εισόδου. Είναι η σύνδεση αντιστάσεων σε σειρά.

Ένας διαιρέτης τάσης είναι πάντα ένα κύκλωμα σειράς. Ο απλούστερος διαιρέτης τάσης αποτελείται από δύο αντιστάσεις σε σειρά. Η διαίρεση τάσης είναι απαραίτητη για τη δημιουργία μιας μεταβλητής τάσης που βοηθά στη μέτρηση της τάσης, δημιουργώντας πολύπλοκα κυκλώματα. Η τάση εξόδου που προκύπτει από τη διαίρεση της τάσης είναι ένα κλάσμα της τάσης εισόδου.

Τι είναι το κύκλωμα διαιρέτη τάσης;

Ένας διαιρέτης τάσης είναι ένα απλό γραμμικό κύκλωμα με παθητικά στοιχεία. Λειτουργεί με βάση την αρχή της πτώσης τάσης σε αντιστάσεις σε σειριακή σύνδεση. Ενώ η τάση διαφέρει στην περίπτωση ενός διαιρέτη τάσης, το ρεύμα παραμένει το ίδιο.

Το ποτενσιόμετρο είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες συσκευές που χρησιμοποιεί διαιρέτη τάσης. Μπορούμε να εφαρμόσουμε μια τάση στους ακροδέκτες του ποτενσιόμετρου και να δημιουργήσουμε την τάση εξόδου. Αυτή η τάση είναι ανάλογη με τη θέση της ολισθαίνουσας επαφής. Μετακινώντας αυτή την επαφή, μπορούμε να αλλάξουμε την τάση.

Διαιρέτης τάσης σε κανόνα σειράς;

Ο κανόνας του διαιρέτη τάσης σε σειρά μας δίνει μια ιδέα σχετικά με την τάση εξόδου στο κύκλωμα που λαμβάνεται ως προς την τάση εισόδου και την αντίσταση που υπάρχει στο κύκλωμα. Ο διαιρέτης τάσης σε κανόνα σειράς ακολουθεί το νόμο του Ohm.

Η πτώση τάσης είναι το αποτέλεσμα του ρεύματος που διέρχεται από μια αντίσταση. Αυτή η πτώση τάσης είναι ευθέως ανάλογη με το μέγεθος της αντίστασης. Σύμφωνα με τον κανόνα, η τάση σε οποιαδήποτε αντίσταση του διαιρέτη τάσης είναι το γινόμενο της καθαρής τάσης και ενός κλάσματος. Αυτό το κλάσμα είναι ο λόγος αυτής της αντίστασης και της ισοδύναμης αντίστασης.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε διαιρέτη τάσης σε σειρά;

Μόνο ένα κύκλωμα σειράς μπορεί να διαιρέσει την τάση καθώς η τάση πέφτει σε μεμονωμένες αντιστάσεις ενώ περνάει το ρεύμα. Σε ένα παράλληλο κύκλωμα, η τάση παραμένει ίδια και το ρεύμα είναι η ποσότητα που διαιρείται.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένας διαιρέτης τάσης σε σειρά διαιρεί τη συνολική τάση σε δύο μέρη που είναι ίσα ή μη. Αν έπρεπε να εξετάσουμε το παράλληλο κύκλωμα, η τάση θα ήταν η ίδια για κάθε κλάδο. Σε σειρά, δεν υπάρχει διακλάδωση. Το ρεύμα ρέει από τη μια αντίσταση στην άλλη και ρίχνει κάποια τιμή.

Διαιρέτης τάσης σε σειρά - Συχνές ερωτήσεις

Τύπος διαιρέτη τάσης για αντιστάσεις σε σειρά

Ο κανόνας του διαιρέτη τάσης λέει ότι, η τάση διαιρείται μεταξύ δύο εξαρτημάτων αντίστασης που συνδέονται σε σειρά και αυτές οι διαιρεμένες τάσεις είναι συναρτήσεις της τάσης εισόδου και των αντιστάσεων σειράς.

διαιρέτης τάσης σε κύκλωμα σειράς
Διαιρέτης τάσης αντίστασης σε σειρά. Συντελεστές εικόνας: Pinterest

Εδώ, από το νόμο του Ohm, παίρνουμε,

Τάση μέσω R1, V1= iR1

Τάση μέσω R2,V2= iR2

Εφαρμόζοντας το νόμο του Kirchoff, μπορούμε να γράψουμε,

-Vin + V1 + V2= 0

Vin = V1 + V2= iR1 + iR2 = i(R1+ R2)

Επομένως, i = Vin /R1+ R2

Εφαρμόζοντας ξανά το KVL, μπορούμε να γράψουμε,

Vέξω – iR2 = 0

Ή, Vέξω= iR2=Vin /R1+ R2 *R2

Αυτή είναι η απαιτούμενη διαιρεμένη τάση εξόδου.

Κανόνας διαιρέτη τάσης για πυκνωτές σε σειρά

Ο διαιρέτης τάσης σε κανόνα σειράς είναι ακριβώς ο ίδιος με τους αντιστάτες. Εδώ, η χωρητική αντίδραση είναι ανάλογη με την αντίσταση. Η ικανότητα των πυκνωτών να αντιτίθενται στη ροή ρεύματος είναι γνωστή ως χωρητική αντίδραση.

Χωρητικός διαιρέτης τάσης σε σειρά
Χωρητικός διαιρέτης τάσης σε σειρά. Πιστώσεις εικόνας: Αναζήτηση png

Χωρητική αντίδραση, ΧC =1/2π fC όπου f είναι η συχνότητα και C είναι η χωρητικότητα.

Επομένως, εάν η καθαρή χωρητική αντίδραση είναι XΓ ' σε σειρά τότε XC' = 1/ 2π fCeq

Ισοδύναμη χωρητικότητα σε σειρά Ceq = C1C2 /C1+C2

XΓ '=1/2πf * C1C2 /C1+C2

Άρα, ρεύμα i= ​​Vin /XΓ '

Τώρα, Vέξω= iXC2= Vin/XΓ '* 1/2π fC2

Πώς να υπολογίσετε την τάση στο διαιρέτη τάσης;

Οι διαιρέτες τάσης είναι πολύ βασικά στοιχεία σε ενισχυτές και κυκλώματα ελέγχου. Μπορούμε να υπολογίσουμε τις τάσεις σε ένα κύκλωμα διαιρέτη τάσης χρησιμοποιώντας μερικούς απλούς τύπους που προέρχονται από το νόμο του Ohm και το νόμο του Kirchhoff. 

Για τον υπολογισμό της τάσης μέσω οποιασδήποτε αντίστασης, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε το ρεύμα με τον λόγο αυτής της τιμής αντίστασης και της ισοδύναμης αντίστασης σειράς του διαιρέτη τάσης. Εάν υπάρχουν άλλα στοιχεία όπως πυκνωτές, η διαδικασία θα είναι η ίδια. Μόνο η αντίσταση θα είναι αντίδραση σε αυτή την περίπτωση. 

Κάντε κλικ για να διαβάσετε περισσότερα στο Voltage vs Voltage Drop: Συγκριτική Ανάλυση.

Μεταβείτε στην κορυφή