- Работа на верига на разделител на ток
- Тестване на верига на делител на ток в хардуер
- Текущи приложения за разделители
При проектирането на електронна схема има много ситуации, когато верига изисква различни стойности на източници на напрежение и ток. Например, когато задавате предварително зададеното напрежение за Op-Amp, много често се използва потенциална разделителна верига, за да се получат необходимите стойности на напрежението. Но какво, ако се нуждаем от конкретна стойност на тока? Подобно на делителя на напрежението, има и друг тип верига, наречена делител на тока, който може да се използва за разделяне на общия ток на няколко в затворена верига. И така, в този урок ще научим как да изградим проста верига на делител на ток, използвайки резистивен метод (използвайки само резистори). Имайте предвид, че също така е възможно да се направи делител на тока с помощта на индуктори и работата на двете вериги ще бъде еднаква.
Работа на верига на разделител на ток
Резисторът е най-използваният пасивен компонент в електрониката и е много лесно да се конструира делител на ток с помощта на резистори. Делителят на ток е линейна верига, която разделя общия ток, протичащ във верига и създава разделение или произвежда част от общия ток.
Според правилото на делителя на тока токът, протичащ през който и да е паралелен клон на верига, ще бъде равен на произведението на общия ток и съотношението на съпротивлението на противоположния клон към общото съпротивление. Така с правилото на текущия делител можем да изчислим тока, протичащ през клон, ако знаем общата стойност на тока и съпротивлението на други клонове. Ще разберем повече за това, докато продължаваме.
Текущият разделител може да бъде изграден лесно с помощта на KCL (настоящия закон на Кирххоф) и закона на Омс. Нека видим как става това разделяне на паралелно свързана резистивна верига.
В горното изображение два резистора от 1 Ohm са свързани паралелно, което е R1 и R2. Тези два резистора споделят общия ток, протичащ през резистора. Тъй като напрежението на тези два резистора е еднакво, токът, протичащ през всеки резистор, може да бъде изчислен с помощта на формулата на делителя на тока
По този начин общият ток е I Общо = I R1 + I R2 според сегашния закон на Kirchoff.
Сега, за да намерим тока на всеки резистор, използваме закона на Ома I = V / R за всеки резистор. В такъв случай, I R1 = V / R1 и I R2 = V / R2
Следователно, ако използваме тези стойности в I Total = I R1 + I R2, общият ток ще бъде
Общ ток = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)
По този начин, V = I общо (1 / R1 + 1 / R2) -1 = I общо (R1R2 / R1 + R2)
Така че, ако можем да изчислим общото съпротивление и общия ток, тогава използвайки горната формула, можем да получим разделения ток през резистора. В настоящите делител правило формули за изчисляване на ток през R1 могат да бъдат дадени като
I R1 = V / R1 = I общо I R1 = I общо (R2 / (R1 + R2))
По същия начин формулите за правило на делителя на тока, които се изчисляват за ток през R2, могат да се дадат като
I R2 = V / R2 = I общо I R2 = I общо (R1 / (R1 + R2))
Следователно, когато резисторите са повече от два, трябва да се изчисли общото или еквивалентно съпротивление, за да се открие разделеният ток във всеки резистор, като се използва формулата
I = V / R
Тестване на верига на делител на ток в хардуер
Нека да видим как този настоящ разделител работи в реален сценарий.
В горната схема има три резистора, които са свързани към постоянен или постоянен източник на ток от 1А. Всички резистори са оценени като 1 Ohm. Следователно R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.
Тази схема се тества в макет, като се свързват резисторите един по един в паралелна конфигурация с източник на постоянен ток 1А, свързан през веригата. Можете също така да проверите тази проста верига с постоянен ток, за да научите как работи източникът на ток и как да го изградим сами. На изображението по-долу, един резистор е свързан през веригата.
Токът показва 1А в мултиметъра, когато е свързан през резистора. След това се добавя втори резистор от 1 ома. Токът спадна наполовина, приблизително 500 mA във всеки резистор, както е показано по-долу
Защо се е случило това? Нека да разберем, като използваме текущото изчисление на делителя. Когато два резистора от 1 Ohm са свързани паралелно, еквивалентното съпротивление ще бъде -
R еквивалент = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 ома
Следователно, когато две съпротивления от 1 Ом се свържат паралелно, еквивалентното съпротивление става 0,5 Ома. По този начин токът през R1 е
I R1 = I общо (R еквивалент / R1) I R1 = 1A (0,5 ома / 1 ома) = 0,5 ампера
Същото количество ток протича през другия резистор, защото R2 е същият резистор от 1 ома и токът е постоянен до 1А. Мултиметърът показва приблизително 0,5 ампера, които преминават през двата резистора.
Сега във веригата е свързан допълнителен резистор от 1 ома. Мултиметърът показва, че през всеки резистор протича приблизително 0,33 А ток.
Тъй като има три паралелно свързани резистора, нека да открием еквивалентното съпротивление на трите резистора в паралелна връзка
R еквивалент = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R еквивалент = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R еквивалент = 1/3 R еквивалент = 0.33 Ом
Сега, токът през всеки резистор, IR = I общо (R еквивалент / R1) IR = 1 Amp x (0,33 Ohms / 1 Ohms) IR = 0,33 Amp
Мултиметърът показва, че приблизително 0,33 Amp тече във всеки резистор, тъй като всички резистори са с стойност 1 Ohm и са свързани във верига, където текущият поток е фиксиран с 1A. Можете също да гледате видеоклипа в края на страницата, за да проверите как работи веригата.
Текущи приложения за разделители
Основното приложение на делителя на тока е да произведе част от общия ток, наличен във веригата. Въпреки това, в някои случаи компонентът, който се използва за пренасяне на ток, има ограничение на това колко ток действително протича през компонента. Свръхтокът води до повишено разсейване на топлината, както и намалява продължителността на живота на компонентите. Чрез използване на делител на тока, токът, протичащ през компонент, може да бъде минимизиран и по този начин може да се използва по-малък размер на компонента.
Например в случай, когато се изисква по-голяма мощност на резистора; паралелното добавяне на множество резистори намалява разсейването на топлината и по-малките резистори за мощност могат да свършат същата работа.