Spänningsdelarkrets

En spännings- eller potentialdelarkrets används ofta i elektronik där en ingångsspänning måste konverteras till en annan spänning som är lägre än originalet. Detta är mycket användbart för alla analoga kretsar där variabla spänningar krävs, därför är det viktigt att förstå hur denna krets fungerar och hur man beräknar värdena på motstånden som krävs för att göra en spänningsdelarkrets för att mata ut den önskade spänningen.

Material krävs

• Motstånd (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
• Batteri - 9V
• Multi-meter
• Anslutande ledningar
• Bakbord

Kretsschema

En spänningsdelarkrets är mycket enkel krets byggd av endast två motstånd (R1 och R2) som visas ovan i kretsscheman. Den erforderliga utspänningen (V _OUT) kan erhållas över motståndet R2. Med hjälp av dessa två motstånd kan vi konvertera en ingångsspänning till vilken utgångsspänning som helst.

OBS: Utgångsspänningen (V _OUT) är alltid mindre än ingångsspänningen (V _IN)

Spänningsdelningsformel

Antag att om strömmen (I) i utgångsledningen är noll, bestäms förhållandet mellan ingångsspänningen (_VIN) och utgångsspänningen (V _ut) som:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Spänningsdelningsekvation)

Var,

V _OUT = Utgångsspänning

V _IN = Ingångsspänning

R ₁ = Övre Resistor

R ₂ = nedre resistor

Bevis på potentiell delningsformel

Enligt Ohms lag är spänningen genom en idealisk ledare lika med strömmen som strömmar genom den.

Spänning = Ström * Motstånd

V = IR

Nu, enligt kretsschemat

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… ekvation (1) V _OUT = I * R ₂… ekvation (2)

När vi sätter värdet av ' I ' från ekvation (1) i ekvation (2) har vi

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Saker att tänka på

• Om värdet på R1 är lika med R2 är värdet på utspänningen hälften av ingångsvärdet.
• Om värdet på R1 är mycket mindre än R2, kommer värdet på utspänningen att vara ungefär lika med ingångsspänningen.
• Om värdet på R1 är mycket större än R2, kommer värdet på utspänningen att vara ungefär lika med noll.

Arbetning av spänningsdelarkrets

Som per exempel spänningsdelarkretsschema vi använt här, har vi tagit 9V som ingångsspänningen och värdet av resistansen R ₁ och R ₂ är 1k och 10k respektive. Praktiskt taget får vi 8,16 V som utgångsspänning som visas i bilden ovan.

Låt oss pröva teoretiskt, V _IN = 9V, R1 = 1 kilo ohm och R2 = 10 kilo ohm . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8.1818V

Det finns en mycket liten skillnad mellan det praktiska och det teoretiska värdet, eftersom batteriet inte levererar exakt 9V.

En annan viktig faktor att tänka på när du väljer motståndsvärden är dess effektvärde (P). När du vet värdena I (baserat på belastning), V _IN, R ₁ och R ₂, till R ₁ och R ₂ tillsammans för att få R _TOTAL och använda Ohms lag kalkylator för att ta reda på effekten (watt) betyg krävs för motstånden. Eller använd helt enkelt formlerna P = VI för att bestämma effektvärdena för ditt motstånd. Om ett korrekt effektvärde inte väljs kommer motståndet att överhettas och kan också brinna.

Spänningsdelare-kalkylator

Du kan direkt använda kalkylatorn nedan för att beräkna något av de värden som anges i spänningsdelarens formler.

Tillämpningar av spänningsdelarkrets

Spännings- eller potentialdelarkretsar används ofta i olika projekt och applikationer. Nedan följer några kretsexempel där ett potentiellt avgränsningskoncept används:

• Arduino Digital Voltmeter
• Mätning av ljusintensitet
• Raspberry Pi ADC-handledning
• Arduino Ohm Meter
• Mörkhetsdetektor
• Raspberry Pi Nödlampa