Feszültségosztó áramkör

A feszültség- vagy potenciálosztó áramkört általában használják az elektronikában, ahol a bemeneti feszültséget át kell alakítani egy másik feszültségre, amely alacsonyabb, mint az eredeti. Ez nagyon hasznos minden analóg áramkörön, ahol változó feszültségre van szükség, ezért fontos megérteni, hogy ez az áramkör hogyan működik, és hogyan kell kiszámítani az ellenállások értékeit, amelyek szükségesek ahhoz, hogy egy feszültségosztó áramkör létrehozza a kívánt feszültséget.

Anyag szükséges

• Ellenállás (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
• Akkumulátor- 9V
• Több méteres
• Vezetékek csatlakoztatása
• Kenyérlemez

Kördiagramm

A feszültségosztó áramkör nagyon egyszerű áramkör, amelyet csak két ellenállás (R1 és R2) épített fel, amint azt a kapcsolási rajzokon fent bemutattuk. A szükséges kimeneti feszültség (V _OUT) az R2 ellenálláson szerezhető be. E két ellenállás segítségével a bemeneti feszültséget bármely szükséges kimeneti feszültséggé alakíthatjuk.

MEGJEGYZÉS: A kimeneti feszültség (V _OUT) mindig kisebb, mint a bemeneti feszültség (V _IN)

Feszültségosztó képlet

Tegyük fel, hogy ha a kimeneti vezetékben az áram (I) nulla, akkor a bemeneti feszültség (V _IN) és a kimeneti feszültség (V _out) közötti kapcsolatot a következőképpen határozzuk meg:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Feszültségosztó egyenlet)

Hol,

V _OUT = Kimeneti feszültség

V _IN = bemeneti feszültség

R ₁ = felső ellenállás

R ₂ = alsó ellenállás

A potenciális osztóképlet igazolása

Az Ohm-törvény szerint az ideális vezetőn keresztüli feszültség megegyezik a rajta átáramló árammal.

Feszültség = áram * ellenállás

V = IR

Most, a kapcsolási rajz szerint

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… (1) egyenlet V _OUT = I * R ₂ … (2) egyenlet

Ha az (I) egyenletet az (1) egyenletből a (2) egyenletbe vesszük, megvan

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Szem előtt tartandó dolgok

• Ha R1 értéke megegyezik R2-vel, akkor a kimeneti feszültség értéke a bemenő érték fele.
• Ha R1 értéke sokkal kisebb, mint R2, akkor a kimeneti feszültség értéke megközelítőleg megegyezik a bemeneti feszültséggel.
• Ha az R1 értéke sokkal nagyobb, mint az R2, akkor a kimeneti feszültség értéke megközelítőleg nulla lesz.

A feszültségosztó áramkör működése

Mivel a per a példában feszültségosztó kapcsolási rajz azt itt használt vettük 9V, mint a bemeneti feszültség és ellenállás értéke R ₁ és R ₂ jelentése 1k és 10k rendre. Gyakorlatilag 8,16 V-ot kapunk kimeneti feszültségként, amint az a fenti képen látható.

Próbáljuk meg elméletileg, V _IN = 9 V, R1 = 1 kilo ohm és R2 = 10 kilo ohm . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8,1818 V

Nagyon kicsi a különbség a gyakorlati és az elméleti érték között, mert az akkumulátor nem szolgáltat pontos 9 V-ot.

Egy másik fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni az ellenállás értékének kiválasztásakor, annak teljesítményértéke (P). Miután megismerte az I (terhelésen alapuló), V _IN, R ₁ és R ₂ értékeit, adja hozzá R ₁ és R ₂ összeadásával az R _{TOTAL értéket,} és az Ohms törvény számológépével derítse ki a az ellenállások. Vagy egyszerűen használja a P = VI képletet az ellenállás teljesítményének meghatározásához. Ha nem választja meg a megfelelő teljesítmény-besorolást, az ellenállás túlmelegszik és éghet is.

Feszültségosztó kalkulátor

Az alábbi Feszültségosztó kalkulátor segítségével közvetlenül kiszámíthatja a feszültségosztó képletekben említett értékek bármelyikét .

A feszültségosztó áramkör alkalmazásai

A feszültség- vagy potenciálosztó áramköröket gyakran használják különféle projektekben és alkalmazásokban. Az alábbiakban bemutatunk néhány áramköri példát, ahol egy potenciális elválasztó koncepciót használunk:

• Arduino digitális feszültségmérő
• Fényintenzitás mérése
• Raspberry Pi ADC bemutató
• Arduino Ohm mérő
• Sötétség detektor
• Raspberry Pi vészhelyzeti lámpa