Два способа снизить напряжение 12-вольтовой системы до 4-х вольт - это использовать делители напряжения или стабилитроны.
Делители напряжения изготавливаются из последовательно включенных резисторов. Входное напряжение делится на выходное, что зависит от номинала используемых резисторов. Они подчиняются закону Ома, согласно которому напряжение пропорционально току, а сопротивление является константой пропорциональности.
Стабилитроны - это диоды, которые работают как источники постоянного тока, когда они смещены в обратном направлении или размещены в цепях в обратном направлении. Они должны использоваться с токоограничивающим резистором, чтобы соответствовать требованиям производителя по питанию.
Изучите закон Ома для резисторов, включенных последовательно. Они используются как делители напряжения. Уравнение для очень простого с двумя резисторами: Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), где желаемое выходное напряжение измеряется на R2.
Постройте делитель напряжения, который даст 4 вольта. Присоедините положительный полюс 12-вольтового источника к одной стороне 660-омного резистора, то есть R1. Подключите его свободный конец к одной стороне резистора на 330 Ом, то есть R2. Подключите оставшуюся клемму R2 к отрицательной клемме источника питания.
Установите мультиметр на установку постоянного напряжения. Измерьте выходное напряжение на R2. В качестве альтернативы измерьте выходной сигнал между двумя резисторами, подключив провод и поместив один щуп на него, а другой - на провод на земле. На выходе должно быть примерно 4 вольта.
Просмотрите спецификации и формулы сопротивления и мощности для диода 1N4731A. Он выдает стабильное 4,3 вольта и имеет номинальную мощность 1 ватт. Он также имеет максимальный ток Izm 1 Вт / 4,3 В = 233 мА. Максимальный ток стабилитрона при использовании резистора 330 Ом составляет (Vin - Vout) / R = 12 В - 4,3 В / 330 Ом = 23 мА. Это находится в пределах Изм, а также в пределах номинальной мощности диода, поскольку P = IV = 23 мА * 4,3 В = 100 мВт.
Постройте цепь с последовательно включенными стабилитроном и резистором 330 Ом. Присоедините положительный полюс 12-вольтового источника питания к одной стороне резистора. Подключите другой конец резистора к стороне с обратным смещением стабилитрона, которая обозначена меткой. Подключите оставшуюся клемму диода к отрицательной клемме 12-вольтового источника.
Рекомендации
- Электронные принципы; Альберт Мальвино; 1999
- Начало работы в электронике; Форрест Мимс III; 2000
- Искусство электроники; Пол Горовиц и Уинфилд Хилл; 1997
Советы
- Стабилитрон может быть соединен со схемой эмиттерно-повторителя операционного усилителя, если требуется более высокий выходной ток.
- В этих расчетах не учитывается сопротивление стабилитрона, что важно для прецизионных измерений.
Предупреждения
- Стабилитрон должен иметь обратное смещение, иначе он будет вести себя как обычный кремниевый диод.
- Полупроводники - чувствительные устройства. Убедитесь, что не превышаете номинальные значения мощности, тока и температуры, указанные производителем.
- Всегда соблюдайте осторожность при создании электрических цепей, чтобы не получить ожогов и не повредить оборудование.
об авторе
Ким Льюис - профессиональный программист и веб-разработчик. Она была техническим писателем более 10 лет и писала статьи для предприятий и федерального правительства. Льюис имеет степень бакалавра наук и иногда ведет занятия по программированию для Интернета.
Фото Кредиты
Изображения в горошек / Polka Dot / Getty Images