Szeregowy dzielnik napięcia: co, dlaczego, działanie, zastosowania, szczegółowe fakty

by

W tym artykule poznamy szeregowy dzielnik napięcia. Wiadomo, że dzielnik napięcia jest liniowym obwodem elektrycznym, który zapewnia napięcie wyjściowe w postaci napięcia wejściowego. Jest to połączenie szeregowe rezystorów.

Dzielnik napięcia jest zawsze obwodem szeregowym. Najprostszy dzielnik napięcia składa się z dwóch rezystancji połączonych szeregowo. Podział napięcia jest niezbędny w tworzeniu zmiennego napięcia, które pomaga w pomiarze napięcia, tworząc złożone obwody. Napięcie wyjściowe uzyskane przez podział napięcia jest ułamkiem napięcia wejściowego.

Co to jest obwód dzielnika napięcia?

Dzielnik napięcia to prosty obwód liniowy z elementami pasywnymi. Działa na zasadzie spadku napięcia na rezystorach w połączeniu szeregowym. Podczas gdy napięcie różni się w przypadku dzielnika napięcia, prąd pozostaje taki sam.

Jednym z najczęściej stosowanych urządzeń wykorzystujących dzielnik napięcia jest potencjometr. Możemy przyłożyć napięcie na zaciski potencjometru i wygenerować napięcie wyjściowe. To napięcie jest proporcjonalne do położenia styku ślizgowego. Przesuwając ten styk, możemy zmienić napięcie.

Dzielnik napięcia w regule szeregowej?

Zasada dzielnika napięcia w szeregu daje nam wyobrażenie o napięciu wyjściowym w obwodzie uzyskanym pod względem napięcia wejściowego i rezystancji występującej w obwodzie. Zasada dzielnika napięcia w szeregu jest zgodna z prawem omów.

Spadek napięcia jest wynikiem przepływu prądu przez rezystor. Ten spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do wielkości rezystora. Zgodnie z regułą napięcie na dowolnym rezystorze dzielnika napięcia jest iloczynem napięcia netto i ułamka. Ta część to stosunek tego oporu do równoważnego oporu.

Dlaczego warto korzystać z dzielnika napięcia szeregowo?

Tylko obwód szeregowy jest zdolny do podziału napięcia, gdy napięcie na poszczególnych rezystorach spada podczas przepływu prądu. W obwodzie równoległym napięcie pozostaje takie samo, a prąd jest wielkością, która jest dzielona.

Jak sama nazwa wskazuje, szeregowy dzielnik napięcia dzieli całkowite napięcie na dwie części, które są równe lub nierówne. Gdybyśmy mieli wziąć pod uwagę obwód równoległy, napięcie byłoby takie samo dla każdej gałęzi. W serii nie ma rozgałęzień. Prąd przepływa z jednego rezystora do drugiego i obniża pewną wartość.

Szeregowy dzielnik napięcia - najczęściej zadawane pytania

Wzór na dzielnik napięcia dla rezystorów szeregowych

Zasada dzielnika napięcia mówi, że napięcie jest dzielone między dwa elementy rezystancyjne, które są połączone szeregowo, a te podzielone napięcia są funkcjami napięcia wejściowego i rezystancji szeregowej.

dzielnik napięcia w obwodzie szeregowym
Rezystancyjny dzielnik napięcia szeregowy; Kredyty obrazkowe: Pinterest

Tutaj, z prawa Ohma, otrzymujemy,

Napięcie przez R1, V1= iR1

Napięcie przez R2,V2= iR2

Stosując prawo Kirchoffa możemy napisać,

-Vin + V1 + V2= 0

Vin = V1 + V2= iR1 + iR2 = ja(R1+ R2)

Dlatego i = Vin /R1+ R2

Ponownie stosując KVL, możemy napisać,

Vna zewnątrz – iR2 = 0

Lub Vna zewnątrz= iR2=Vin /R1+ R2 *R2

Jest to wymagane podzielone napięcie wyjściowe.

Zasada dzielnika napięcia dla kondensatorów szeregowych

Dzielnik napięcia w szeregowej zasadzie jest taki sam jak rezystory. Tutaj reaktancja pojemnościowa jest analogiczna do rezystancji. Zdolność kondensatorów do przeciwstawiania się przepływowi prądu jest znana jako reaktancja pojemnościowa.

Pojemnościowy dzielnik napięcia szeregowy
Pojemnościowy dzielnik napięcia szeregowy; Kredyty obrazkowe: Szukaj png

Reaktancja pojemnościowa, XC =1/2π fC, gdzie f to częstotliwość, a C to pojemność.

Dlatego, jeśli reaktancja pojemnościowa netto wynosi XVS' szeregowo wtedy XC' = 1/ 2π fCeq

Równoważna pojemność w szeregu Ceq = C1C2 /C1+C2

XVS'=1/2πf * C1C2 /C1+C2

Zatem prąd i= Vin /XVS'

Teraz Vna zewnątrz= iXC2= Vin/XVS'* 1/2π fC2

Jak obliczyć napięcie w dzielniku napięcia?

Dzielniki napięcia to bardzo istotne elementy we wzmacniaczach i obwodach sterujących. Możemy obliczyć napięcia w obwodzie dzielnika napięcia za pomocą kilku prostych wzorów wyprowadzonych z prawa Ohma i prawa Kirchhoffa. 

Aby obliczyć napięcie przez dowolny rezystor, musimy pomnożyć prąd przez stosunek tej wartości rezystancji i równoważnej rezystancji szeregowej dzielnika napięcia. Jeśli są inne elementy, takie jak kondensatory, procedura będzie taka sama. Tylko rezystancja będzie w tym przypadku reaktancją. 

Kliknij, aby przeczytać więcej na Napięcie a spadek napięcia: analiza porównawcza.

Przeczytaj także: