مقسم الجهد للمقاومات والمكثفات والمحاثات

من أجل الحصول على قيمة الجهد الثابت تساوي جزء من القيمة الأولية ، يتم استخدام فواصل الجهد في الدوائر الكهربائية. يمكن أن تتكون فواصل الجهد من عنصرين أو أكثر ، والتي يمكن أن تكون مقاومات أو تفاعلات (المكثفات أو المحاثات).

مقسم الجهد - مجموعة من المقاومات ، تستخدم لتقسيم جهد الدخل إلى أجزاء.

في أبسط أشكاله ، يتم تمثيل مقسم الجهد بواسطة زوج من أقسام الدائرة الكهربائية المتصلة في سلسلة مع بعضها البعض ، والتي تسمى أكتاف الفاصل. الذراع العلوي هو القسم الموجود بين نقطة الجهد الإيجابي ونقطة التوصيل المحددة للأقسام ، بينما الذراع السفلي هو القسم بين نقطة الاتصال (النقطة المحددة ، نقطة الصفر) والسلك المشترك.

فواصل الجهد المقاوم

بالطبع ، يمكن استخدام مقسمات الجهد في دوائر التيار المباشر وفي دوائر التيار المتردد. تعتبر فواصل المقاومة مناسبة لكلتا الدائرتين ، ولكنها تستخدم فقط في دوائر الجهد المنخفض. لتشغيل الأجهزة ، لا يتم استخدام فواصل الجهد على المقاومات.

في أبسط أشكاله ، يتكون مقسم الجهد المقاوم من فقط أزواج من المقاوماتمتصلة في السلسلة. يتم توفير الجهد القابل للقسمة إلى المقسم ، ونتيجة لذلك ، يتناسب جزء معين من هذا الجهد مع قيمة المقاوم في كل المقاوم. مجموع انخفاض الجهد هنا يساوي الجهد المقدم إلى الفاصل.

وفقًا لقانون أوم الخاص بقسم من الدائرة الكهربائية ، سيكون انخفاض الجهد في كل المقاوم متناسباً بشكل مباشر مع القيمة الحالية وقيمة المقاوم. وفقًا للقاعدة الأولى لـ Kirchhoff ، سيكون التيار عبر هذه الدائرة هو نفسه في كل مكان. لذلك ، لكل المقاوم سيكون هناك قطرات الجهد:

والجهد في نهايات الدائرة سيكون مساويا لـ

والحالي في الدائرة المقسمة سيكون:

الآن ، إذا استبدلنا التعبير عن التيار في الصيغ الخاصة بسقوط الجهد عبر المقاومات ، نحصل على الصيغ لإيجاد قيم الجهد على كل من مقاومات الفاصل:

عند تحديد قيم المقاومة R1 و R2 ، يمكنك تحديد أي جزء من جهد الدخل بالكامل. في حالة الحاجة إلى تقسيم الجهد إلى عدة أجزاء ، ترتبط العديد من المقاومة في سلسلة مع مصدر الجهد.

باستخدام مقسم الجهد على المقاومات لأغراض متعددة ، من المهم أن نفهم أن الحمل المتصل بأحد أذرع المقسم ، سواء كان جهاز قياس أو أي شيء آخر ، يجب أن يكون له مقاومته الخاصة أكبر بكثير من المقاومة الكلية للمقاومات التي تشكل المقسم. خلاف ذلك ، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار في نفس الوقت مقاومة الحمل نفسها ، بحيث يتم اعتبارها موازية لمقاومة الكتف ، والتي هي جزء من المقسم.

على سبيل المثال: يوجد مصدر جهد تيار مستمر من 5 فولت ، من الضروري اختيار مقاومات له لفصل الجهد لإزالة إشارة قياس بجهد 2 فولت من المقسم. يجب ألا تتجاوز القدرة المسموح بها على المقسم 0.02 واط.

الحل: اجعل الحد الأقصى للسلطة التي تبددها الفاصل هو 0.02 واط ، ثم سنجد الحد الأدنى لمقاومة الفاصل الكلية على بعد 5 فولت من قانون أوم ، سوف يتحول إلى 1250 أوم. دع 1.47 كيلو أوم هي المقاومة الكلية للمُقسم الذي اخترناه ، ثم يسقط 2 فولت عند 588 أوم. نختار المقاوم ثابت في 470 أوم ومتغير في 1 كيلو أوم. اضبط المقاوم المتغير على 588 أوم.

تستخدم مقاومات مقسم الجهد على نطاق واسع اليوم في الدوائر الإلكترونية.في هذه المخططات ، يتم تحديد قيم المقاومات للفواصل بناءً على معلمات العناصر النشطة للدوائر. وكقاعدة عامة ، توجد المقسمات في دوائر قياس الدوائر ، وفي دوائر التغذية المرتدة لمحولات الجهد ، وما إلى ذلك. ناقص هذه الحلول هو أن المقاومات تبدد الطاقة في حد ذاتها في شكل حرارة ، ومع ذلك ، فإن النفعية تبرر هذه الخسائر الصغيرة في الطاقة.

فواصل الجهد المكثفات

في دوائر التيار المتردد ، في دوائر الجهد العالي ، يتم استخدام فواصل الجهد على المكثفات. ويستخدم الطبيعة التفاعلية لمقاومة المكثف في دوائر التيار المتردد. يعتمد مقدار تفاعل المكثف في دائرة التيار المتردد على سعة المكثف وعلى تردد الجهد. هذه هي الصيغة لإيجاد هذه المقاومة:

تشير المعادلة إلى أنه كلما زادت السعة الكهربائية للمكثف - انخفضت المقاومة (بالسعة) التفاعلية وكلما زاد التردد - انخفضت المفاعلة. تستخدم هذه المقسمات في قياس دوائر دوائر التيار المتردد ، وتعتبر قطرات الجهد على الكتفين مماثلة للحالة مع المقاومة النشطة المستمرة (المقاومات ، انظر أعلاه).

تتمثل ميزة المكثفات المستخدمة في المقسمات في أن تبديد الطاقة في شكل حرارة ضئيل ، ويعتمد فقط على جودة العزل الكهربائي.

مغو مقسم الجهد

مقسم الجهد الاستقرائي هو نوع آخر من المقسمات المستخدمة في قياس إلكترونيات التيار المتناوب ، خاصة في دوائر الجهد المنخفض التي تعمل بترددات عالية. مقاومة لفائف للتيار المتردد من التردد العالي هي في الأساس رد الفعل (الاستقرائي) في الطبيعة ، وجدت من خلال الصيغة:

تشير المعادلة إلى أنه كلما زاد الحث كلما زاد التردد ، زادت مقاومة الملف للتيار المتردد. من المهم أن نفهم أن سلك الملف لديه مقاومة نشطة ، وبالتالي فإن الطاقة التي تتبدد في شكل حرارة ، والتي تتميز بها المقسم على المحاثات ، أعلى بكثير من تلك الموجودة في المقسمات على المكثفات.

في إلكترونيات الهواة ، غالبًا ما يتم استخدام مقسمات الجهد. عند توصيل أجهزة الاستشعار التناظرية إلى وحدات اردوينو.