Divisor de tensión para resistencias, condensadores e inductores.

Para obtener un valor de voltaje fijo igual a una fracción del valor inicial, los divisores de voltaje se utilizan en circuitos eléctricos. Los divisores de voltaje pueden constar de dos o más elementos, que pueden ser resistencias o reactancias (condensadores o inductores).

Divisor de voltaje - una combinación de resistencias, utilizada para dividir el voltaje de entrada en partes.

En su forma más simple, el divisor de voltaje está representado por un par de secciones de un circuito eléctrico conectado en serie entre sí, que se llaman los hombros del divisor. El brazo superior es la sección que se encuentra entre el punto de voltaje positivo y el punto de conexión seleccionado de las secciones, y el brazo inferior es la sección entre el punto de conexión (punto seleccionado, punto cero) y el cable común.

Divisores de voltaje de resistencia

Por supuesto, los divisores de voltaje pueden usarse tanto en circuitos de corriente continua como en circuitos de corriente alterna. Los divisores de resistencia son adecuados para ambos circuitos, pero solo se usan en circuitos de bajo voltaje. Para alimentar los dispositivos, no se utilizan divisores de voltaje en las resistencias.

En su forma más simple, un divisor de voltaje resistivo consiste solo de pares de resistenciasconectado en serie. El voltaje divisible se suministra al divisor, como resultado, una cierta fracción de este voltaje, proporcional al valor de la resistencia, cae sobre cada resistencia. La suma de las caídas de tensión aquí es igual a la tensión suministrada al divisor.

De acuerdo con la ley de Ohm para una sección de un circuito eléctrico, en cada resistencia, la caída de voltaje será directamente proporcional a la corriente y al valor de resistencia de la resistencia. Y de acuerdo con la primera regla de Kirchhoff, la corriente a través de este circuito será la misma en todas partes. Entonces, para cada resistencia habrá caídas de voltaje:

Y el voltaje en los extremos del circuito será igual a:

Y la corriente en el circuito divisor será:

Ahora, si sustituimos la expresión de la corriente en las fórmulas por las caídas de voltaje en las resistencias, obtenemos las fórmulas para encontrar los valores de voltaje en cada una de las resistencias del divisor:

Al seleccionar los valores de las resistencias R1 y R2, puede seleccionar cualquier parte de la tensión de entrada completa. En el caso de que el voltaje deba dividirse en varias partes, se conectan varias resistencias en serie con la fuente de voltaje.

Al usar un divisor de voltaje en las resistencias para varios propósitos, es importante comprender que la carga unida a uno de los brazos del divisor, ya sea un dispositivo de medición u otra cosa, debe tener su propia resistencia mucho más grande que la resistencia total de las resistencias que forman el divisor. De lo contrario, la resistencia de carga en sí misma debe tenerse en cuenta en los cálculos, considerándose como un paralelo a la resistencia del hombro, que es parte del divisor.

Ejemplo: hay una fuente de voltaje de CC de 5 voltios, es necesario seleccionar resistencias para un divisor de voltaje con el fin de eliminar una señal de medición de 2 voltios del divisor. La potencia permitida disipada en el divisor no debe exceder los 0.02 vatios.

Solución: deje que la potencia máxima disipada por el divisor sea 0.02 W, luego encontraremos la resistencia total mínima del divisor a 5 voltios de la ley de Ohm, resultará ser 1250 Ohms. Sea 1.47 kOhm la resistencia total del divisor elegido por nosotros, entonces 2 voltios caerán a 588 ohmios. Elegimos una resistencia constante a 470 ohmios y una variable a 1 kOhm. Ajuste la resistencia variable a 588 ohmios.

Los divisores de voltaje en resistencias son ampliamente utilizados hoy en día en circuitos electrónicos.En estos esquemas, los valores de las resistencias para los divisores se seleccionan en función de los parámetros de los elementos activos de los circuitos. Como regla general, los divisores están en los circuitos de medición de los circuitos, en los circuitos de retroalimentación de los convertidores de voltaje, etc. El inconveniente de tales soluciones es que las resistencias disipan energía en sí mismas en forma de calor, sin embargo, la conveniencia justifica estas pequeñas pérdidas de energía.

Divisores de voltaje del condensador

En circuitos de corriente alterna, en circuitos de alto voltaje, los divisores de voltaje se usan en condensadores. Utiliza la naturaleza reactiva de la resistencia del condensador en los circuitos de CA. El valor de la reactancia de un capacitor en un circuito de corriente alterna depende de la capacitancia del capacitor y de la frecuencia de voltaje. Aquí está la fórmula para encontrar esta resistencia:

La fórmula indica que cuanto mayor es la capacidad eléctrica del condensador, menor es su resistencia reactiva (capacitiva) y mayor es la frecuencia, menor es la reactancia. Dichos divisores se usan en los circuitos de medición de circuitos de CA, las caídas de voltaje en los hombros se consideran similares al caso con resistencias activas constantes (resistencias, ver arriba).

La ventaja de los condensadores utilizados en los divisores es que la disipación de energía en forma de calor es mínima y depende solo de la calidad del dieléctrico.

Divisor de voltaje del inductor

El divisor de voltaje inductivo es otro tipo de divisor utilizado en la medición de electrónica de corriente alterna, especialmente en circuitos de bajo voltaje que operan a altas frecuencias. La resistencia de las bobinas para corriente alterna de alta frecuencia es principalmente de naturaleza reactiva (inductiva), se encuentra por la fórmula:

La fórmula indica que cuanto mayor es la inductancia y mayor es la frecuencia, mayor es la resistencia de la bobina a la corriente alterna. Es importante comprender que el cable de la bobina tiene una resistencia activa, por lo que la potencia disipada en forma de calor, que es característica del divisor en los inductores, es mucho mayor que la de los divisores en los condensadores.

En la electrónica de aficionados, a menudo se usan divisores de voltaje. al conectar sensores analógicos a módulos Arduino.