To måter å redusere et 12-volts system til 4 volt er å bruke spenningsdelere eller Zener-dioder.
Spenningsdelere er laget av motstander plassert i serie. Inngangsspenningen er delt inn i en utgang som avhenger av verdien på motstandene som brukes. De adlyder Ohms lov, der spenningen er proporsjonal med strømmen med motstanden som proporsjonalitetskonstanten.
Zener-dioder er dioder som fungerer som likestrømskilder når de er forspent eller plassert bakover i kretser. De må brukes med en strømbegrensende motstand for å holde seg innenfor produsentens strømkrav.
Studer Ohms lov for motstander i serie. De brukes som spenningsdelere. Ligningen for en veldig grunnleggende med to motstander er Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), der ønsket utgangsspenning måles over R2.
Konstruer en spenningsdeler som gir 4 volt. Fest den positive siden av 12 volt kilden til den ene siden av 660 ohm motstanden, som er R1. Koble den frie enden til den ene siden av motstanden på 330 ohm, som er R2. Wire R2s gjenværende terminal til den negative siden av strømforsyningen.
Plasser multimeteret på en likestrømspenning. Mål utgangsspenningen på R2. Alternativt kan du måle utgangen mellom de to motstandene ved å feste en ledning og plassere en sonde på den og den andre på en ledning i bakken. Effekten skal være omtrent 4 volt.
Gjennomgå spesifikasjonene og motstands- og effektformlene for 1N4731A-dioden. Den gir stabile 4,3 volt og har en effekt på 1 watt. Den har også en maksimal Izm-strøm på 1 W / 4,3 V = 233 mA. Maksimal Zener-strøm ved bruk av 330 ohm motstanden er (Vin - Vout) / R = 12 V - 4,3 V / 330 ohm = 23 mA. Dette er innenfor Izm og også innenfor diodens effekt, siden P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.
Konstruer en krets med Zener-dioden og 330 ohm-motstanden i serie. Fest den positive siden av 12-volts strømkilde til den ene siden av motstanden. Led motstandens andre ende til den omvendte forspente siden av Zener-dioden, som er siden som er angitt med et merke. Koble den gjenværende diodeterminalen til den negative siden av 12 volt kilden.
Referanser
- Elektroniske prinsipper; Albert Malvino; 1999
- Komme i gang med elektronikk; Forrest Mims III; 2000
- Elektronikkens kunst; Paul Horowitz og Winfield Hill; 1997
Tips
- Zener-dioden kan være paret med en op-amp emitter-follower-krets hvis høyere utgangsstrøm er nødvendig.
- Disse beregningene tar ikke hensyn til Zener-motstanden, noe som er viktig for presisjonsmålinger.
Advarsler
- Zener må være omvendt forspent, ellers vil den oppføre seg som en vanlig silisiumdiode.
- Halvledere er følsomme enheter. Forsikre deg om at du ikke overskrider effekt-, strøm- og temperaturvurderinger spesifisert av produsenten.
- Vær alltid forsiktig når du bygger elektriske kretser for å unngå å brenne deg selv eller skade utstyret ditt.
om forfatteren
Kim Lewis er en profesjonell programmerer og nettutvikler. Hun har vært teknisk forfatter i mer enn 10 år og har skrevet artikler for bedrifter og den føderale regjeringen. Lewis har en Bachelor of Science, og noen ganger underviser han i kurs om hvordan man kan programmere for Internett.
Fotokreditter
Polka Dot Images / Polka Dot / Getty Images