Dělič napětí na rezistorech ⋆

Podívejme se, jak vypočítat téměř jakýkoli dělič napětí pomocí rezistorů. Naprostá většina elektronických součástek a mikroobvodů je napájena relativně nízkým napětím – 3…5 V. A mnoho napájecích zdrojů vyrábí U = 9 V, 12 V nebo 24 V. Pro spolehlivý a stabilní provoz různých elektronických prvků je proto nutné snížit hodnotu napětí na přijatelnou úroveň. Jinak může dojít k poruše elektronických součástek. Zvláštní pozornost by měla být věnována mikroobvodům – nejcitlivějším prvkům na zvýšené napětí.

Existuje mnoho způsobů, jak snížit stres. Volba té či oné metody závisí na konkrétní úloze, která obecně určuje účinnost celého zařízení. Budeme zvažovat nejjednodušší metodu – dělič napětí na rezistorech, který se však v praxi poměrně často používá, ale výhradně v obvodech s nízkým výkonem, což je vysvětleno níže.

Výpočet děliče napětí na rezistorech

K výrobě a výpočtu nejjednoduššího děliče napětí stačí zapojit dva odpory do série a připojit je ke zdroji energie. Toto schéma je velmi běžné a používá se ve více než 90 % případů.

Vstup obvodu má dvě svorky a výstup tři. Se stejnými hodnotami odporu R₁ и R₂ výstupní napětí U_výstup1 и U_výstup2 jsou také stejné a poloviční velikosti vstupu U_in. Navíc je to den volna U lze odstranit z kteréhokoli z rezistorů – R₁ nebo R₂. Pokud odpory nejsou stejné, pak výstup U bude na rezistoru vyšší hodnoty.

Přesný poměr U_výstup1 к U_výstup2 Pojďme to vypočítat pomocí Ohmova zákona. Rezistory spolu se zdrojem energie tvoří sériový obvod, takže protéká množství elektrického proudu R₁ и R₂ je určeno poměrem napětí napájecího zdroje U_in na součet odporů:

Je třeba poznamenat, že čím větší je součet odporů, tím nižší je proud. I se stejnou hodnotou U_in.

Dále, podle Ohmova zákona, dosazením aktuální hodnoty zjistíme U_výstup1 и U_výstup2:

Dosazením hodnoty z úplně prvního vzorce do posledních dvou vzorců zjistíme výstupní hodnotu U v závislosti na vstupu a odporech dvou rezistorů:

Při použití děliče napětí s rezistory je třeba pochopit a pamatovat si následující:

1. 1. Účinnost takového obvodu je poměrně nízká, protože pouze část energie ze zdroje je dodávána do zátěže a zbytek energie se přeměňuje na teplo generované v rezistorech. Čím více napětí klesne, tím méně energie bude dodáváno ze zdroje energie do zátěže.
   1. Vzhledem k tomu, že zátěž je paralelně připojena k jednomu z rezistorů děliče, tedy bočník, celkový odpor obvodu klesá a dochází k redistribuci úbytků napětí. Proto musí být zatěžovací odpor mnohem větší než odpor dělicího rezistoru. V opačném případě bude obvod pracovat nestabilně a bude se odchylovat od specifikovaných parametrů.
   2. Distribuce U между R₁ и R₂ je určen pouze jejich relativními hodnotami, nikoli jejich absolutními hodnotami. V tomto případě je jedno, zdaR₁ и R₂ mají hodnotu 2 kOhm a 1 kOhm nebo 200 kOhm a 100 kOhm. S nižšími hodnotami odporu však můžete získat více energie na zátěži, ale nezapomeňte, že více energie se přemění na teplo, to znamená, že je nenávratně promrháno.

   

   

   Někdy se také používají složitější děliče napětí, sestávající z několika rezistorů zapojených do série.

   

   Dělič napětí na proměnném rezistoru

   Obvod děliče napětí využívající proměnný odpor se nazývá obvod potenciometru. Otáčením ovladače hlasitosti hudebního centra nebo autorádia plynule měníte napětí dodávané do zesilovače audio frekvence. O principu činnosti a montáži nejjednoduššího výkonového zesilovače zde již byla řeč.

   

   Při pohybu (otočení) rukojetí proměnného rezistoru shora dolů na výkresu dochází k hladké změně U z hodnoty zdroje energie na nulu.

   Ve zvukové technice se používají hlavně proměnné rezistory s logaritmickou závislostí, protože lidský sluch vnímá zvuky s touto závislostí. Pro regulaci úrovně zvuku současně na dvou kanálech se používají duální proměnné rezistory.

   

   

   Jako děliče napětí se používají variabilní odpory, které mají následující závislosti odporu na úhlu natočení rukojeti: logaritmické, lineární a exponenciální. K řešení konkrétního problému se používá specifický typ závislosti.

   

   Další články na toto téma

   Milý Dmitry, dobrý den! O elektroniku se zajímám od nuly. V této lekci (12) v obvodu se 4 odpory není zcela jasné, jak se získá napětí 9 V. A zbytek napětí vyvolává otázky. Máte někde vysvětlení, jak se to počítá? Z nějakého důvodu se mi to nesčítá ani nepočítá. Prosím o upřesnění. 04.10.2023 Odpovědět