Otpornici se uglavnom koriste za ograničavanje protoka struje u krugu, ali također funkcioniraju i za smanjenje ulaznih napona. U takvom svojstvu uzimaju ulazni napon i dijele ga na dva ili više izlaznih napona proporcionalnih otporu. Iz tog su razloga otpornici poznati i kao razdjelnici napona.
Strategija
Otpor je električna komponenta koja ima struju I proporcionalnu naponu V. Konstanta proporcionalnosti je R, otpor. Linearni otpor poštuje Ohmov zakon V = IR.
Otpornici se u krugove dodaju serijski ili paralelno. Za krugove djelitelja napona oni su međusobno povezani u seriju. Otpornici tvore serijski krug kad su postavljeni jedan pored drugog jedan uz drugi. Svi dijele istu struju, ali ulazni napon podijeljen je između njih, ovisno o vrijednosti svakog pojedinačnog otpora. Sklop stoga funkcionira kao reduktor napona ako se izlazni napon koristi kao ulaz u drugi krug ili uređaj.
Da biste dizajnirali razdjelnik napona, morate imati predodžbu o količini napona na koju trebate smanjiti izvor napajanja. Kad to znate, upotrijebite formulu djelitelja napona za oblikovanje odgovarajućeg serijskog kruga.
Formula djelitelja napona
Za serijski krug s dva otpora, Vin = V1 + V2. Ukupni otpor dobiva se dodavanjem svakog otpora izravno zajedno. Struja I je ista za svakog od njih. Zamjenom Omovog zakona za Vin dobiva se Vin = IR1 + IR2 = I * (R1 + R2). Prema tome I = Vin / (R1 + R2).
Kombinacija Ohmovog zakona s jednadžbom za I gore daje Vout = V2 = IR2 = (Vin / (R1 + R2)) _ R2. Stoga je Vout = R2_Vin / (R1 + R2). Vout je formula otpornika za smanjenje napona, poznatija kao formula djelitelja napona.
Primjer jedan
Dva otpora su u seriji, s R1 = 10 ohma i R2 = 100 ohma. Priključeni su na 1,5-voltnu bateriju. Da biste pronašli izlazni napon, upotrijebite Vout = (100 ohma) (1,5 volta) / (10 ohma + 100 ohma) = 1,3 volta. Ispitajte krug tako što ćete ga izgraditi i pomoću multimetra izmjeriti izlazni napon.
Primjer dva
Dobit ćete 9-voltnu bateriju i trebate imati približno 6 volti koji dolaze iz izlaza. Pretpostavimo da je R1 330 ohma. Pomoću jednadžbe razdjelnika napona saznajte kakav bi trebao biti R2. Koristeći formulu za Vout, R2 mora biti oko 825 ohma. Ako 825-800 ohma nije moguće pronaći, a preciznost nije potrebna, zamijenite otpor 10 do 20 posto potrebne vrijednosti.
Savjeti
Pomoću mrežnog kalkulatora otpora pronađite vrijednosti otpora za krug djelitelja napona. Svi otpornici međusobno redno dijele istu struju, ali dijele ulazni napon. Vježbajte spajanjem tri ili četiri otpornika, a zatim multimetrom za mjerenje napona na svakom od njih.