Dwa sposoby na zredukowanie systemu 12-woltowego do 4 woltów to użycie dzielników napięcia lub diod Zenera.
Dzielniki napięcia zbudowane są z rezystorów umieszczonych szeregowo. Napięcie wejściowe jest dzielone na wyjście, które zależy od wartości użytych rezystorów. Przestrzegają prawa Ohma, gdzie napięcie jest proporcjonalne do prądu, a rezystancja jest stałą proporcjonalności.
Diody Zenera to diody, które działają jak źródła prądu stałego, gdy są odwrócone lub umieszczone wstecz w obwodach. Muszą być używane z rezystorem ograniczającym prąd, aby zachować zgodność z wymaganiami producenta dotyczącymi mocy.
Przestudiuj prawo Ohma dla rezystorów szeregowych. Służą jako dzielniki napięcia. Równanie bardzo prostego z dwoma opornikami to Vout = Vin * (R2/(R1 + R2)), gdzie pożądane napięcie wyjściowe jest mierzone przez R2.
Zbuduj dzielnik napięcia, który daje 4 wolty. Podłącz dodatnią stronę 12-woltowego źródła do jednej strony 660-omowego rezystora, którym jest R1. Podłącz jego wolny koniec do jednej strony rezystora 330 omów, którym jest R2. Podłącz pozostały zacisk R2 do ujemnej strony zasilacza.
Umieść multimetr na ustawieniu napięcia stałego. Zmierz napięcie wyjściowe na R2. Alternatywnie zmierz moc wyjściową między dwoma rezystorami, podłączając przewód i umieszczając na nim jedną sondę, a drugą na przewodzie uziemiającym. Wyjście powinno wynosić około 4 woltów.
Zapoznaj się ze specyfikacjami oraz wzorami rezystancji i mocy dla diody 1N4731A. Wyprowadza stabilne napięcie 4,3 V i ma moc znamionową 1 W. Posiada również maksymalny prąd Izm 1 W/ 4,3 V = 233 mA. Maksymalny prąd Zenera przy użyciu rezystora 330 omów wynosi (Vin – Vout)/R = 12 V – 4,3 V/330 omów = 23 mA. Jest to w granicach Izm, a także w zakresie mocy znamionowej diody, ponieważ P = IV = 23 mA*4,3 V = 100 mW.
Skonstruuj obwód połączony szeregowo z diodą Zenera i rezystorem 330 omów. Podłącz dodatnią stronę 12-woltowego źródła zasilania do jednej strony rezystora. Podłącz drugi koniec rezystora do strony spolaryzowanej wstecz diody Zenera, która jest stroną oznaczoną znakiem. Podłącz pozostałą końcówkę diody do ujemnej strony 12-woltowego źródła.
Bibliografia
- Zasady elektroniczne; Albert Malvino; 1999
- Pierwsze kroki w elektronice; Forrest Mims III; 2000
- Sztuka Elektroniki; Paul Horowitz i Winfield Hill; 1997
Wskazówki
- Dioda Zenera może być sparowana z obwodem wtórnika emitera op-amp, jeśli potrzebny jest wyższy prąd wyjściowy.
- Te obliczenia nie uwzględniają rezystancji Zenera, co jest ważne dla precyzyjnych pomiarów.
Ostrzeżenia
- Zener musi być odwrócony, bo inaczej będzie się zachowywał jak zwykła dioda krzemowa.
- Półprzewodniki to wrażliwe urządzenia. Upewnij się, że nie przekraczasz wartości mocy, prądu i temperatury określonych przez producenta.
- Zawsze należy zachować ostrożność podczas budowania obwodów elektrycznych, aby uniknąć poparzenia lub uszkodzenia sprzętu.
o autorze
Kim Lewis jest profesjonalnym programistą i web developerem. Od ponad 10 lat jest pisarzem technicznym i pisała artykuły dla firm i rządu federalnego. Lewis posiada tytuł Bachelor of Science i od czasu do czasu prowadzi zajęcia z programowania w Internecie.
Kredyty fotograficzne
Polka Dot Images/Polka Dot/Getty Images