Modstande bruges hovedsageligt til at begrænse strømmen i et kredsløb, men de fungerer også til at reducere indgangsspændinger. I en sådan kapacitet tager de en indgangsspænding og deler den i to eller flere udgangsspændinger, der er proportionale med modstanden. Af denne grund er modstande også kendt som spændingsdelere.
Strategi
En modstand er en elektrisk komponent, der har en strøm I, der er proportional med en spænding V. Proportionalitetskonstanten er R, modstanden. En lineær modstand overholder Ohms lov V = IR.
Modstande føjes til kredsløb i serie eller parallelt. For spændingsdelerkredsløb er de forbundet med hinanden i serie. Modstande danner et seriekredsløb, når de placeres side om side ved siden af hinanden. De deler alle den samme strøm, men indgangsspændingen er delt mellem dem afhængigt af værdien af hver enkelt modstand. Kredsløbet fungerer derfor som en spændingsreduktion, hvis en udgangsspænding bruges som en indgang til et andet kredsløb eller en anden enhed.
For at designe en spændingsdeler skal du have en idé om, hvor meget spænding du har brug for, at strømkilden skal reduceres til. Når du ved dette, skal du bruge spændingsdelerformlen til at designe et passende seriekredsløb.
Spændingsdelerformel
For et seriekredsløb med to modstande er Vin = V1 + V2. Den samlede modstand findes ved at tilføje hver modstand direkte sammen. Den nuværende jeg er den samme for hver af dem. Udskiftning af Ohms lov for Vin giver Vin = IR1 + IR2 = I * (R1 + R2). Derfor er jeg = Vin / (R1 + R2).
Kombination af Ohms lov med ligningen for I ovenfor giver Vout = V2 = IR2 = (Vin / (R1 + R2)) _ R2. Derfor Vout = R2_Vin / (R1 + R2). Vout er en spændingsreduktionsmodstandsformel, mere almindeligt kendt som spændingsdelerformlen.
Eksempel et
To modstande er i serie med R1 = 10 ohm og R2 = 100 ohm. De er fastgjort til et 1,5 volt batteri. For at finde udgangsspændingen skal du bruge Vout = (100 ohm) (1,5 volt) / (10 ohm + 100 ohm) = 1,3 volt. Test kredsløbet ved at bygge det og bruge et multimeter til at måle udgangsspændingen.
Eksempel to
Du får et 9 volt batteri, og du skal have cirka 6 volt fra udgangen. Antag, at R1 er 330 ohm. Brug spændingsdelerligningen til at finde ud af, hvad R2 skal være. Brug af formlen til Vout skal R2 være omkring 825 ohm. Hvis 825-800 ohm ikke kan findes, og der ikke kræves præcision, skal du udskifte en modstand 10 til 20 procent af den nødvendige værdi.
Tips
Brug en online modstandsberegner til at finde modstandsværdierne for spændingsdelerkredsløbet. Alle modstande i serie med hinanden deler den samme strøm, men deler indgangsspændingen. Øv dig ved at koble tre eller fire modstande sammen og derefter bruge et multimeter til at måle spændingen over hver af dem.
