Делитель напряжения. Расчет делителя напряжения. | AUDIO-CXEM.RU

Делитель напряжения. Расчет делителя напряжения.

Делитель напряжения, одна из широко используемых схем соединения резисторов. Делитель напряжения позволяет уменьшить выходное напряжение. Например, на вход делителя подается 12 Вольт, а на выходе 3 Вольта, или сколько нужно, но не больше входного напряжения делителя. Схема соединения резисторов, о которой мы  говорим, может использоваться только для слаботочной нагрузки, чуть позже я объясню почему.  Вот собственно и сама схема делителя:

Расчет делителя напряженияДелитель напряжения вы все ни один раз видели, например, регулятор громкости. Регулятором громкости является переменный резистор, соединенный по схеме потенциометра. 

Потенциометр и реостатПотенциометр, можно представить как два резистора, соединённых последовательно, при вращении рукоятки один резистор уменьшает свое сопротивление,  другой увеличивает.

В делителе напряжения, входное напряжение полностью падает на двух резисторах. Например, входное напряжение 40 Вольт и если на одном резисторе падает 3 Вольта, то на другом 37 Вольт.

Делитель напряжения_1Расчет делителя напряжения.

Сразу скажу одно правило, ток,  протекающий через резистор R1 и R2 должен быть как минимум в 10 раз больше, чем ток нагрузки (иначе будет просадка напряжения на выходе).  Например, если к нашему девайсу будет подсоединена лампа, потребляющая ток 40 мА, то делитель нужно рассчитывать так, чтобы ток, текущий через резисторы R1 и R2 был минимум 400 мА (в 10 и более раз больше).

И еще один нюанс. Ток делителя не только должен быть больше тока нагрузки в 10 раз, но и должен быть меньше тока, выдаваемого источником тока. Вот пример, мы посадили на выход делителя напряжения лампу, потребляющую 200 мА, соответственно ток через делитель потечет как минимум в 10 раз больше (2 Ампер), но если источник тока у нас рассчитан выдавать 1 Ампер, то он просто напросто не вытянет и сгорит, либо сработает защита.

Поэтому есть правило. При расчете делитель напряжения нужно рассчитывать так, чтобы ток через него был как минимум в 10 раз больше тока нагрузки и меньше максимального тока источника. Отсюда делитель напряжения используют для слаботочных нагрузок.

Входной ток (ток делителя) ищется по такой формуле:

Делитель

Например, у меня входное напряжение 12 Вольт (10 Ампер), мне нужен делитель напряжения, у которого на выходе нагрузка напряжением 3 Вольта и током потребления 20 мА (зацеплю светодиод).

Делитель напряжения_2Ток делителя Iвх  должен быть минимум в 10 раз больше тока нагрузки, возьму в 20 раз. Получается Iвх = 20 мА*20=400мА. 

Найдем теперь сумму резисторов R1 и R2 (Rобщ) зная ток, текущий через них 0,4 Ампер и напряжение на них 12 Вольт. Rобщ=12 Вольт/0,4 Ампер = 30 Ом.

Далее  нахожу номинал резистора R2  по следующей формуле:

Делитель_1

 

R2 = (3 Вольта*30 Ом)/12 Вольт = 7,5 Ом.

Теперь нахожуу R1, R1 = Rобщ – R2 = 30 – 7,5 = 22,5 Ом.

Давайте проверим по этой формуле:

Делитель

Iвх = 3 Вольт / 7,5 Ом  = 0,4 Ампер.

Iвх = 12 Вольт / 30 Ом = 0,4 Ампер.

Рассчитаем мощность резисторов.  Напряжение на R2 = 3 Вольт, значит напряжение на R1 = Uвх-Uвых = 9 Вольт (я уже говорил, если на одном падает 3 Вольта, то на втором резисторе делителя падает остальное напряжение).

Мощность ищется по следующей формуле:

Формула расчета мощности

P1 = 9 Вольт* 0,4 Ампер =  3,6 Вт (из стандартного ряда 5 Вт);

P2 = 3 Вольт* 0,4 Ампер =  1,2  Вт  (из стандартного ряда 2 Вт);

Расчет закончен.

Вот еще несколько формул, вы их можете использовать для расчета делителя напряжение в зависимости от того, какими известными значениями вы владеете.

Делитель_3

Делитель_2

Делитель_4

  • Проверка расчета практически.

Соберем схему:

Делитель напряжения_2При расчете мы получили следующие номиналы резисторов, R1 = 22,5 Ом (из стандартного рядя 22 Ом), R2 = 7,5 Ом. 

По мощности у меня оба резистора 2 Вт, поэтому R1 у меня сильно греется.

DSC06308Входное напряжение делителя 12 Вольт.

DSC06295Напряжение, которое падает на R1 = 22 Ом почти 9 Вольт.

DSC06299Напряжение, которое падает на R2 = 7,5 Ом (наше выходное напряжение делителя) = 3 Вольта.

DSC06298Ток, текущий через R1 и R2 (входной ток делителя) = 430 мА.

DSC06305Светодиод загорается и горит в нормальном режиме, не перегорая.

DSC06308 DSC06311

DSC06307

Если пренебрегать погрешностями резисторов и прибора, то расчет верен.


8 Comments

  1. Васян

    Короче,делитель напряжения — это измерительная, следящая ( ставнивающая ) цепочка элементов. Применяется в САР ( системах автоматического регулирования ). Например в регуляторах напряжения генераторов.

  2. Vladimip

    Добрый вечер имеется трансформатор ОСМ0,25у3 выходы со вторичной обмотки 5,22,25 и 110 в, я хочу подключить вентилятор(от калины) на 12 в. делитель напряжения поможет или нет подключать хочу на 22 в, до этого собрал диодный мост но он сгорел.

    1. admin (Post author)

      Вечер добрый! Нет, для этой цели не подойдёт делитель. Либо другой трансформатор, либо к обмотке 5В домотать витков. Далее выпрямитель из диодного моста. Мост подбирается с учётом пусковых токов двигателя вентилятора, эти токи в разы больше тока потребления.

Leave a Comment

  Счетчик тИЦ и PR