Twee manieren om een 12-volt systeem terug te brengen tot 4 volt zijn het gebruik van spanningsdelers of zenerdiodes.
Spanningsdelers zijn gemaakt van in serie geplaatste weerstanden. De ingangsspanning wordt verdeeld in een uitgang die afhankelijk is van de waarde van de gebruikte weerstanden. Ze gehoorzamen aan de wet van Ohm, waarbij de spanning evenredig is met de stroom met de weerstand als de evenredigheidsconstante.
Zenerdiodes zijn diodes die functioneren als gelijkstroombronnen wanneer ze omgekeerd zijn voorgespannen of achterwaarts in circuits worden geplaatst. Ze moeten worden gebruikt met een stroombegrenzende weerstand om binnen de stroomvereisten van de fabrikant te blijven.
Bestudeer de wet van Ohm voor weerstanden in serie. Ze worden gebruikt als spanningsdeler. De vergelijking voor een zeer eenvoudige met twee weerstanden is Vout = Vin * (R2/(R1 + R2)), waarbij de gewenste uitgangsspanning wordt gemeten over R2.
Construeer een spanningsdeler die 4 volt levert. Bevestig de positieve kant van de 12 volt-bron aan één kant van de weerstand van 660 ohm, die R1 is. Sluit het vrije uiteinde aan op een kant van de weerstand van 330 ohm, die R2 is. Sluit de resterende aansluiting van R2 aan op de negatieve kant van de voeding.
Plaats de multimeter op een gelijkspanningsinstelling. Meet de uitgangsspanning op R2. U kunt ook de output tussen de twee weerstanden meten door een draad aan te sluiten en de ene sonde erop te plaatsen en de andere op een draad op aarde. De uitgang moet ongeveer 4 volt zijn.
Bekijk de specificaties en weerstands- en vermogensformules voor de 1N4731A-diode. Het geeft een stabiele 4,3 volt af en heeft een vermogen van 1 watt. Het heeft ook een maximale Izm-stroom van 1 W / 4,3 V = 233 mA. De maximale zenerstroom bij gebruik van de weerstand van 330 ohm is (Vin – Vout)/R = 12 V – 4,3 V/330 ohm = 23 mA. Dit is binnen Izm en ook binnen het nominale vermogen van de diode, aangezien P = IV = 23 mA*4,3 V = 100 mW.
Construeer een circuit met de zenerdiode en de weerstand van 330 ohm in serie. Bevestig de positieve kant van de 12 volt voedingsbron aan één kant van de weerstand. Sluit het andere uiteinde van de weerstand aan op de omgekeerde kant van de zenerdiode, de kant die wordt aangegeven door een markering. Sluit de resterende diode-aansluiting aan op de negatieve kant van de 12 volt-bron.
Referenties
- elektronische principes; Albert Malvino; 1999
- Aan de slag in elektronica; Forrest Mims III; 2000
- De kunst van elektronica; Paul Horowitz en Winfield Hill; 1997
Tips
- De Zener-diode kan worden gekoppeld aan een op-amp emitter-volgercircuit als een hogere uitgangsstroom nodig is.
- Deze berekeningen houden geen rekening met de Zener-weerstand, die belangrijk is voor precisiemetingen.
Waarschuwingen
- De Zener moet omgekeerd voorgespannen zijn, anders gedraagt hij zich als een gewone siliciumdiode.
- Halfgeleiders zijn gevoelige apparaten. Zorg ervoor dat u de door de fabrikant gespecificeerde vermogens-, stroom- en temperatuurwaarden niet overschrijdt.
- Wees altijd voorzichtig bij het bouwen van elektrische circuits om te voorkomen dat u zich brandt of uw apparatuur beschadigt.
Over de auteur
Kim Lewis is een professionele programmeur en webontwikkelaar. Ze is al meer dan 10 jaar technisch schrijver en heeft artikelen geschreven voor bedrijven en de federale overheid. Lewis heeft een Bachelor of Science en geeft af en toe lessen over programmeren voor internet.
Fotocredits
Polka Dot-afbeeldingen/Polka Dot/Getty Images