Spannings- en stroomdelers

Spanningsdeler

In de elektrotechniek worden heel vaak spanningsdelers gebruikt, waarvan de werking kan worden gecontroleerd door de spanningsverdelingsregel toe te passen. De afbeelding toont spanningsdelercircuits die worden gebruikt om een ​​gegeven voedingsspanning (bijv. 4, 6, 12 of 220 V) te verlagen naar een lagere spanning.

Rijst. 1. Spanningsdelercircuits

Bij elektrische elektrische apparaten, maar ook tijdens metingen, is het soms nodig om meerdere spanningen van een bepaalde waarde uit één bron te halen. Spanningsdelers worden vaak (en vooral in laagstroomtechnologie) potentiometers genoemd.

De variabele partiële spanning wordt verkregen door het glijdende contact van een reostaat of een ander type weerstand te verplaatsen. De partiële spanning met constante waarde kan worden verkregen door de weerstand in te drukken of kan worden beluisterd vanaf de kruising van twee afzonderlijke weerstanden.

Met behulp van het sleepcontact kan de voor de ontvanger benodigde deelspanning met een weerstand (belastingsweerstand) traploos worden veranderd, terwijl het sleepcontact zorgt voor parallelschakeling van de weerstanden waarvan de deelspanning wordt weggenomen.

Weerstanden worden gebruikt als onderdeel van de spanningsdeler om een ​​vaste spanningswaarde te verkrijgen. In dit geval is de uitgangsspanning Uout verbonden met de ingang Uin (exclusief de mogelijke belastingsweerstand) via de volgende verbinding:

Uuit = Uin x (R2 / R1 + R2)

Rijst. 2. Spanningsdeler

Een voorbeeld. Met behulp van een weerstandsdeler moet u een spanning van 1 V krijgen in een belasting van 100 kOhm van een bron van 5 V DC.De vereiste spanningsdelingsverhouding is 1/5 = 0,2. We gebruiken een scheidingsteken waarvan het diagram wordt getoond in Fig. 2.

De weerstand van weerstanden R1 en R2 moet aanzienlijk minder zijn dan 100 kΩ. In dit geval kan bij het berekenen van de deler de belastingsweerstand worden verwaarloosd.

Daarom is R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

R2 = 0,2R1 + 0,2R2.

R1 = 4R2

Daarom kunt u kiezen voor R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Weerstand R1 wordt verkregen door serieschakeling van standaardweerstanden 1,8 en 2,2 kOhm, gemaakt op basis van een metaalfilm met een nauwkeurigheid van ± 1% (vermogen 0,25 W).

Er moet aan worden herinnerd dat de deler zelf stroom verbruikt van de primaire bron (in dit geval 1 mA) en deze stroom zal toenemen naarmate de weerstand van de delerweerstanden afneemt.

Er moeten zeer nauwkeurige weerstanden worden gebruikt om de gespecificeerde spanningswaarde te verkrijgen.

Het nadeel van een eenvoudige weerstandsspanningsdeler is dat bij verandering van de belastingsweerstand de uitgangsspanning (Uout) van de deler verandert. Om de invloed van de belasting op U te verminderen, dient u het toerental R2 minimaal 10 maal kleiner te kiezen dan de minimale belastingsweerstand.

Het is belangrijk om te onthouden dat naarmate de weerstand van weerstanden R1 en R2 afneemt, de stroom die wordt verbruikt door de ingangsspanningsbron toeneemt. Normaal gesproken mag deze stroom niet hoger zijn dan 1-10 mA.

Huidige deler

Weerstanden worden ook gebruikt om een ​​bepaald deel van de totale stroom naar de overeenkomstige arm van de verdeler te leiden. In het diagram van Fig. 3 stroom Az maakt deel uit van de totale stroom Azv bepaald door de weerstanden van weerstanden R1 en R2, d.w.z. we kunnen schrijven dat Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Een voorbeeld. De meterwijzer wijkt af naar volledige schaal als de gelijkstroom in de bewegende spoel 1 mA is. De actieve weerstand van de spoelwikkeling is 100 Ohm Bereken de weerstand shunt meten zodat de wijzer van het apparaat maximaal afwijkt bij een ingangsstroom van 10 mA (zie Fig. 4).

Rijst. 3. Huidige deler

Rijst. 4.

De huidige splitsingsratio wordt gegeven door de verhouding:

Iuit / Iuit = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohm

Daarom,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0.1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 ohm

De benodigde weerstand van de weerstand R1 kan worden verkregen door twee standaard dikkefilmweerstanden van 9,1 en 2 ohm in serie te schakelen met een nauwkeurigheid van ± 2% (0,25 W). Merk nogmaals op dat in Fig. 3 weerstand R2 is interne weerstand van het meetapparaat.

Er moeten zeer nauwkeurige (± 1%) weerstanden worden gebruikt om een ​​goede nauwkeurigheid bij het verdelen van de stromen te garanderen.