цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Схема делителя тока с формулами и объяснением


Схема делителя тока с формулами и объяснением

Автор: Mike(admin) от 25-02-2020, 05:25

Как собрать схему делителя тока своими руками


При проектировании электронных схем существует множество ситуаций, когда цепь требует разных значений напряжения и тока. Например, при установке предустановленного напряжения для операционного усилителя очень часто используется схема делителя напряжения для получения требуемых значений напряжения. Но что, если нам нужно конкретное значение тока? Подобно делителю напряжения, существует еще один тип цепи, называемый делителем тока, который можно использовать для разделения общего тока на несколько значений в замкнутой цепи.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

Итак, в этом уроке мы узнаем, как собрать простую схему делителя тока, используя резистивный метод (используя только резисторы). Обратите внимание, что также возможно сделать делитель тока с использованием индуктивностей, и принцип работы обеих цепей будет одинаковым.


Резистор является наиболее часто используемым пассивным компонентом в электронике, и с помощью резисторов очень легко собрать делитель тока. Делитель тока представляет собой линейную цепь, которая разделяет общий ток, протекающий в цепь, и создает деление полного тока. Согласно правилу делителя тока, ток, протекающий через любую параллельную ветвь цепи, будет равен произведению полного тока и отношения сопротивления противоположной ветви к общему сопротивлению. Таким образом, с помощью правила делителя тока мы можем рассчитать ток, протекающий через ветвь, если мы знаем общий ток и значение сопротивления других ветвей.


Делитель может быть легко собран с использованием закона Кирхгофа и закона Ома. Давайте посмотрим, как происходит это деление в параллельной резистивной цепи.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

На изображении выше два резистора по 1 Ом соединены параллельно, то есть R1 и R2. Эти два резистора имеют общий ток, протекающий через резистор. Поскольку напряжение на этих двух резисторах одинаковое, ток, протекающий через каждый резистор, можно рассчитать по формуле делителя тока. Таким образом, полный ток согласно закону Кирхгофа составляет Iполный = Ir1 + Ir2.


Теперь, чтобы найти ток каждого резистора, мы используем закон Ома I = V / R на каждом резисторе. В таком случае Ir1 = V / R1 и Ir2 = V / R2. Поэтому, если мы используем эти значения в формуле Iполный = Ir1 + Ir2, полный ток будет Iполный = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2).


Таким образом, V = Iполный (1 / R1 + 1 / R2)^-1 = Iполный (R1R2 / R1+R2).


Итак, если мы можем рассчитать полное сопротивление и общий ток, то, используя приведенную выше формулу, мы можем получить разделенный ток через резистор. Формулы правила делителя для расчета для тока через R1 могут быть заданы как Ir1 = V / R1 = Iполный ((1 / R1) / (1 / R1 + 1 / R2)) = Iполный (R2 / (R1 + R2)).


Точно так же формула правила делителя тока для вычисления тока через R2 может быть задана как Ir2 = V / R2 = Iполный ((1 / R2) / (1 / R1 + 1 / R2)) = Iполный (R1 / (R1 + R2)).


Поэтому, когда резисторов больше двух, необходимо рассчитать полное или эквивалентное сопротивление, чтобы определить разделенный ток в каждом резисторе, используя формулу I = V / R.


Давайте посмотрим, как этот делитель тока работает в реальности.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

В приведенной выше схеме есть три резистора, которые подключены к источнику постоянного тока 1 А. Все резисторы имеют номинал 1 Ом. Следовательно, R1 = R2 = R3 = 1 Ом. Эта схема проверена на макетной плате путем подключения резисторов один за другим в параллельной конфигурации с источником постоянного тока 1 А, подключенным к цепи. Вы также можете проверить эту простую схему постоянного тока, чтобы узнать, как работает источник тока и как его создать самостоятельно. На следующем изображении, один резистор подключен через цепь.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

Ток показывает 1А в мультиметре при подключении через резистор. Затем добавляется второй резистор 1 Ом. Ток упал до половины, примерно 500 мА в каждом резисторе, как показано далее.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

Почему это произошло? Давайте узнаем, используя расчет делителя тока. Когда два резистора по 1 Ом подключены параллельно, эквивалентное сопротивление будет Rэкв = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1 / 1 + 1 / 1) = 0,5 Ом.


Следовательно, когда два резистора сопротивлением 1 Ом соединены параллельно, эквивалентное сопротивление стало равным 0,5 Ом. Таким образом, ток через R1 равен Ir1 = Iполный (Rэкв / R1) = 1 А (0,5 Ом / 1 Ом) = 0,5 А.


Та же самая величина тока протекает через другой резистор, потому что R2 – это тот же резистор с сопротивлением 1 Ом, а ток постоянен до 1 А. Мультиметр показывает примерно 0,5 А, который протекает через два резистора. Теперь в цепь подключен дополнительный резистор 1 Ом. В итоге мультиметр показывает, что примерно 0,33 А тока протекает через каждый резистор.


Схема делителя тока с формулами и объяснением

Поскольку есть три резистора, соединенных параллельно, давайте выясним эквивалентное сопротивление трех резисторов, соединенных параллельно: Rэкв = (1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3)) = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) = 1/3 = 0,33 Ом. Теперь ток через каждый резистор Ir = Iполный (Rэкв / R1) = 1 А х (0,33 Ом / 1 Ом) = 0,33 А.


Мультиметр показывает, что в каждом резисторе протекает примерно 0,33 А, поскольку все резисторы имеют значение 1 Ом и подключены к цепи, в которой ток равен 1 А.




© digitrode.ru


Теги: делитель тока




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий