Obvod děliče napětí

Napětí nebo potenciální děliče se běžně používá obvod v elektronice, kde má vstupní napětí, které mají být převedeny na jiné napětí nižší než než původní. To je velmi užitečné pro všechny analogové obvody, kde jsou požadována proměnná napětí, a proto je důležité pochopit, jak tento obvod funguje a jak vypočítat hodnoty rezistorů potřebných k vytvoření obvodu děliče napětí pro výstup požadovaného napětí.

Potřebný materiál

• Rezistor (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
• Baterie - 9V
• Multi-metr
• Připojení vodičů
• Nepájivá deska

Kruhový diagram

Napěťový dělič obvod je velmi jednoduchý obvod postavena pouze dvěma odpory (R1 a R2), jak je uvedeno výše ve schématech zapojení. Požadované výstupní napětí (V _OUT) lze získat přes rezistor R2. Pomocí těchto dvou rezistorů můžeme převést vstupní napětí na jakékoli požadované výstupní napětí.

POZNÁMKA: Výstupní napětí (V _OUT) je vždy menší než vstupní napětí (V _IN)

Vzorec děliče napětí

Předpokládejme, že pokud je proud (I) ve výstupním vodiči nulový, pak je vztah mezi vstupním napětím (V _IN) a výstupním napětím (V _out) určen jako:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Rovnice děliče napětí)

Kde,

V _OUT = výstupní napětí

V _IN = vstupní napětí

R ₁ = horní odpor

R ₂ = Nižší odpor

Důkaz potenciálního rozdělovače

Podle Ohmova zákona se napětí v ideálním vodiči rovná proudu, který jím prochází.

Napětí = proud * odpor

V = IR

Nyní, podle schématu zapojení

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

Když uvedeme hodnotu „ I “ z rovnice (1) do rovnice (2), máme

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Je třeba mít na paměti

• Pokud je hodnota R1 rovna R2, pak je hodnota výstupního napětí polovina vstupní hodnoty.
• Pokud je hodnota R1 mnohem menší než R2, pak bude hodnota výstupního napětí přibližně stejná jako vstupní napětí.
• Pokud je hodnota R1 mnohem větší než R2, pak bude hodnota výstupního napětí přibližně stejná jako nula.

Práce s obvodem děliče napětí

Jak je uvedeno v příkladu napěťového děliče schématu zapojení jsme zde použit, jsme přijali 9V jako vstupní napětí a hodnoty odporu R ₁ a R ₂ je 1k a 10k, resp. Prakticky získáváme 8,16 V jako výstupní napětí, jak je znázorněno na obrázku výše.

Zkusme to teoreticky, V _IN = 9 V, R1 = 1 kiloohm a R2 = 10 kiloohmů . Vout = (9 × 10 000) / (1000 + 10 000) Vout = (90000) / (11 000) Vout = 8,1818 V

Mezi praktickou a teoretickou hodnotou je velmi malý rozdíl, protože baterie nedodává přesných 9V.

Dalším důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výběru hodnot rezistoru, je jeho jmenovitý výkon (P). Jakmile znáte hodnoty I (na základě zátěže), V _IN, R ₁ a R ₂, přidejte dohromady R ₁ a R _2, abyste získali R _TOTAL a pomocí kalkulátoru Ohmova zákona zjistěte požadovaný výkon (W) pro rezistory. Nebo jednoduše použijte vzorce P = VI k rozhodnutí o jmenovitém výkonu vašeho rezistoru. Pokud není zvolen správný výkon, odpor se přehřeje a může také spálit.

Kalkulačka děliče napětí

Níže můžete přímo použít kalkulačku děliče napětí a vypočítat kteroukoli z hodnot uvedených ve vzorcích děliče napětí.

Aplikace obvodu děliče napětí

Obvody děliče napětí nebo potenciálu se často používají v různých projektech a aplikacích. Níže uvádíme několik příkladů obvodů, kde se používá koncept děliče potenciálu:

• Arduino digitální voltmetr
• Měření intenzity světla
• Výukový program ADC pro Raspberry Pi
• Arduino ohmmetr
• Detektor tmy
• Nouzová lampa Raspberry Pi