Що таке ділник напруги

Що таке ділник напруги


Ділителі напруги отримали широке поширення в електроніці, тому що саме вони дозволяють оптимальним чином вирішувати завдання регулювання напруги. Існують різні схематичні рішення: від найпростіших, наприклад, у деяких настінних світильниках, до досить складних, як у платах управління перемиканням обмоток нормалізаторів мережевого напруження.


Що таке ділитель напруги? Формулювання просте - це пристрій, який залежно від коефіцієнта передачі (налаштовується окремо) регулює значення вихідної напруги щодо вхідного.

Раніше на прилавках магазинів часто можна було зустріти світильник-бра, розрахований на дві лампи. Його особливістю було те, що самі лампи були розраховані на роботу з напругою 127 Вольт. При цьому вся система підключалася до побутової електромережі з 220 В і цілком успішно працювала. Ніяких чудес! Вся справа в тому, що спосіб з'єднання провідників формував не що інше, як ділник напруги. Згадаймо основи електротехніки, а саме паралельне і послідовне з'єднання споживачів. Як відомо, при послідовному способі включення сила струму дорівнює, а напруга змінюється (згадуємо закон Ома). Тому в прикладі зі світильником однотипні лампи включені послідовно, що дає зменшення напруги, що живить їх, в два рази (110 В). Також ділник напруги можна зустріти в пристрої, що розподіляє сигнал з однієї антени на кілька телевізорів. Насправді прикладів багато.

Розгляньмо найпростіший ділник напруги на основі двох резисторів R1 і R2. Опори включені послідовно, на вільні висновки подається вхідна напруга U. З середньої точки провідника, що з'єднує резистори, є додатковий висновок. Тобто виходить три кінці: два - це зовнішні висновки (між ними повне значення напруги U), а також середній, що формує U1 і U2.

Виконаємо розрахунок ділителя напруги, скориставшись законом Ома. Оскільки I = U/R, то U є твором струму на опір. Відповідно, на ділянці з R1 напруга складе U1, а для R2 складе U2. Струм дорівнює (послідовне з "єднання). Враховуючи закон для повного ланцюга, отримуємо, що харчуюче U є сумою U1 + U2.

Чому ж дорівнює струм за цих умов? Узагальнюючи рівняння, отримуємо:

I = U / (R1+R2).

Звідси можна визначити значення напруги (U exit) на виході ділителя (це може бути як U1, так і U2):

U exit = U * R2 / (R1+R2).

Для ділників на регульованих опорах існує ряд важливих особливостей, які необхідно враховувати як на етапі розрахунків, так і при експлуатації.

Перш за все, такі рішення не можна використовувати для регулювання напруги потужних споживачів. Наприклад, таким способом неможливо живити електродвигун. Одна з причин - це номінали самих резисторів. Опору на кіловати якщо й існують, то являють собою масивні пристрої, що розсіюють значну частину енергії у вигляді тепла.

Значення опору підключеного навантаження не повинно бути менше, ніж електричний опір схеми самого ділителя, в іншому випадку всю систему потрібно перераховувати. В ідеальному варіанті відмінність R ділителя і R навантаження має бути максимально великою. Важливо точно підібрати значення R1 і R2, оскільки завищені номінали спричинять зайве падіння напруги, а занижені будуть перегріватися, витрачаючи енергію на нагрів.

Розраховуючи ділник, зазвичай підбирають значення його струму в кілька разів (наприклад, в 10) більше, ніж ампераж навантаження, що підключається. Далі, знаючи струм і напругу, обчислюють сумарний опір (R1 + R2). Далі по таблицях підбирають найближчі стандартні значення R1 і R2 (враховуючи їх допустиму потужність, щоб уникнути надмірного нагріву).