Pembagi tegangan dan arus

Pembagi tegangan

Dalam teknik kelistrikan, pembagi tegangan sangat sering digunakan, yang pengoperasiannya dapat diperiksa dengan menerapkan aturan distribusi tegangan. Gambar menunjukkan rangkaian pembagi tegangan yang digunakan untuk menurunkan tegangan suplai tertentu (misalnya 4, 6, 12 atau 220 V) ke tegangan yang lebih rendah.

Beras. 1. Rangkaian pembagi tegangan

Dalam perangkat listrik, serta selama pengukuran, kadang-kadang diperlukan untuk mendapatkan beberapa voltase dengan nilai tertentu dari satu sumber. Pembagi tegangan sering (dan terutama dalam teknologi arus rendah) disebut potensiometer.

Tegangan parsial variabel diperoleh dengan menggerakkan kontak geser rheostat atau jenis resistor lainnya. Tegangan parsial nilai konstan dapat diperoleh dengan menekan resistor atau dapat disimak dari persimpangan dua resistor yang terpisah.

Dengan bantuan kontak geser, tegangan parsial yang diperlukan untuk penerima dengan resistansi (tahanan beban) dapat diubah dengan lancar, sedangkan kontak geser menyediakan koneksi paralel dari resistansi dari mana tegangan parsial dihilangkan.

Resistor digunakan sebagai bagian dari pembagi tegangan untuk mendapatkan nilai tegangan yang tetap. Dalam hal ini, tegangan output Uout dihubungkan ke input Uin (tidak termasuk resistansi beban yang mungkin) melalui koneksi berikut:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Beras. 2. Pembagi tegangan

Sebuah contoh. Menggunakan pembagi resistor, Anda perlu mendapatkan tegangan 1 V menjadi beban 100 kOhm dari sumber DC 5 V. Rasio pembagian tegangan yang diperlukan adalah 1/5 = 0,2. Kami menggunakan pemisah yang diagramnya ditunjukkan pada gambar. 2.

Resistansi resistor R1 dan R2 harus jauh lebih kecil dari 100 kΩ. Dalam hal ini, saat menghitung pembagi, tahanan beban dapat diabaikan.

Oleh karena itu, R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

R2 = 0,2R1 + 0,2R2.

R1 = 4R2

Oleh karena itu, Anda dapat memilih R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. Perlawanan R1 diperoleh dengan koneksi seri resistor standar 1,8 dan 2,2 kOhm, dibuat berdasarkan film logam dengan akurasi ± 1% (daya 0,25 W).

Harus diingat bahwa pembagi itu sendiri mengkonsumsi arus dari sumber utama (dalam hal ini 1 mA) dan arus ini akan meningkat seiring dengan penurunan resistansi resistor pembagi.

Resistor akurasi tinggi harus digunakan untuk mendapatkan nilai tegangan yang ditentukan.

Kerugian dari pembagi tegangan resistor sederhana adalah bahwa dengan perubahan resistansi beban, tegangan keluaran (Uout) dari pembagi berubah. Untuk mengurangi pengaruh beban pada U, sebaiknya pilih kecepatan R2 minimal 10 kali lebih kecil dari tahanan beban minimum.

Penting untuk diingat bahwa ketika resistansi resistor R1 dan R2 berkurang, arus yang dikonsumsi oleh sumber tegangan input meningkat. Biasanya, arus ini tidak boleh melebihi 1-10 mA.

Pembagi saat ini

Resistor juga digunakan untuk mengarahkan sebagian tertentu dari arus total ke lengan pembagi yang sesuai. Misalnya, dalam diagram gambar. 3 arus Az adalah bagian dari arus total Azv yang ditentukan oleh resistansi resistor R1 dan R2, mis. kita dapat menulis bahwa Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Sebuah contoh. Penunjuk meter menyimpang ke skala penuh jika arus DC dalam kumparan bergerak adalah 1 mA. Resistansi aktif belitan koil adalah 100 ohm Hitung resistansinya shunt pengukur sehingga penunjuk perangkat menyimpang secara maksimal pada arus input 10 mA (lihat Gambar 4).

Beras. 3. Pembagi arus

Beras. 4.

Rasio pembagian saat ini diberikan oleh rasio:

Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohm

Karena itu,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 ohm

Resistansi yang diperlukan dari resistor R1 dapat diperoleh dengan menghubungkan secara seri dua resistor film tebal standar 9,1 dan 2 ohm dengan akurasi ± 2% (0,25 W). Perhatikan lagi bahwa pada Gambar. 3 hambatan R2 adalah tahanan dalam alat pengukur.

Akurasi tinggi (± 1%) resistor harus digunakan untuk memastikan akurasi yang baik dalam membagi arus.