Rezystory służą głównie do ograniczania przepływu prądu w obwodzie, ale służą również do zmniejszania napięć wejściowych. W takiej pojemności pobierają napięcie wejściowe i dzielą je na dwa lub więcej napięć wyjściowych, które są proporcjonalne do rezystancji. Z tego powodu rezystory są również nazywane dzielnikami napięcia.
Strategia
Rezystor to element elektryczny, którego prąd I jest proporcjonalny do napięcia V. Stałą proporcjonalności jest R, czyli opór. Rezystor liniowy jest zgodny z prawem Ohma V = IR.
Rezystory są dodawane do obwodów szeregowo lub równolegle. W przypadku obwodów dzielnika napięcia są one połączone szeregowo. Rezystory tworzą obwód szeregowy, gdy są umieszczone obok siebie. Wszystkie mają ten sam prąd, ale napięcie wejściowe jest dzielone między nie w zależności od wartości każdej indywidualnej rezystancji. Obwód działa zatem jako reduktor napięcia, jeśli napięcie wyjściowe jest używane jako wejście do innego obwodu lub urządzenia.
Aby zaprojektować dzielnik napięcia, musisz mieć wyobrażenie o wielkości napięcia, do którego należy zmniejszyć źródło zasilania. Gdy już to wiesz, użyj wzoru na dzielnik napięcia, aby zaprojektować odpowiedni obwód szeregowy.
Formuła dzielnika napięcia
Dla obwodu szeregowego z dwoma rezystorami Vin = V1 + V2. Całkowity opór jest określany przez dodanie każdego rezystora bezpośrednio razem. Prąd ja jest taki sam dla każdego z nich. Zastępując prawo Ohma Vin daje Vin = IR1 + IR2 = I*(R1 + R2). Dlatego I = Vin/(R1 + R2).
Połączenie prawa Ohma z równaniem dla I powyżej daje Vout =V2 = IR2 = (Vin/(R1 + R2))_R2. Dlatego Vout = R2_Vin/(R1 + R2). Vout to formuła rezystora redukcji napięcia, bardziej znana jako formuła dzielnika napięcia.
Przykład pierwszy
Dwa rezystory są połączone szeregowo, przy czym R1 = 10 omów i R2 = 100 omów. Podłączone są do baterii 1,5 V. Aby znaleźć napięcie wyjściowe, użyj Vout = (100 omów)(1,5 woltów)/(10 omów + 100 omów) = 1,3 woltów. Przetestuj obwód, budując go i używając multimetru do pomiaru napięcia wyjściowego.
Przykład drugi
Dostajesz baterię 9-woltową i musisz mieć około 6 woltów pochodzących z wyjścia. Załóżmy, że R1 wynosi 330 omów. Użyj równania dzielnika napięcia, aby dowiedzieć się, jaki powinien być R2. Używając wzoru na Vout, R2 musi wynosić około 825 omów. Jeśli nie można znaleźć 825-800 omów, a precyzja nie jest wymagana, zastąp rezystor od 10 do 20 procent od wymaganej wartości.
Wskazówki
Użyj internetowego kalkulatora rezystancji, aby znaleźć wartości rezystorów dla obwodu dzielnika napięcia. Wszystkie rezystory połączone szeregowo dzielą ten sam prąd, ale dzielą napięcie wejściowe. Ćwicz, łącząc ze sobą trzy lub cztery oporniki, a następnie za pomocą multimetru zmierz napięcie na każdym z nich.