Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения — это простая схема, которая позволяет получить из высокого напряжения пониженное напряжение.

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента – это сама схема и формула расчета.

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Расчет делителя напряжения на резисторах

Расчет делителя напряжения предполагает, что нам известно, по крайней мере, три величины из приведенной выше схемы: входное напряжение и сопротивление обоих резисторов. Зная эти величины, мы можем рассчитать выходное напряжение.

Формула делителя напряжения

Это не сложное упражнение, но очень важное для понимания того, как работает делитель напряжения. Расчет делителя основан на законе Ома.

Для того чтобы узнать какое напряжение будет на выходе делителя, выведем формулу исходя из закона Ома. Предположим, что мы знаем значения Uin, R1 и R2. Теперь на основании этих данных выведем формулу для Uout. Давайте начнем с обозначения токов I1 и I2, которые протекают через резисторы R1 и R2 соответственно:

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Наша цель состоит в том, чтобы вычислить Uout, а это достаточно просто используя закон Ома:

Хорошо. Мы знаем значение R2, но пока неизвестно сила тока I2. Но мы знаем кое-что о ней. Мы можем предположить, что I1 равно I2. При этом наша схема будет выглядеть следующим образом:

Что мы знаем о Uin? Ну, Uin это напряжение на обоих резисторах R1 и R2. Эти резисторы соединены последовательно, при этом их сопротивления суммируются:

И, на какое-то время, мы можем упростить схему:

Закон Ома в его наиболее простом виде: Uin = I *R. Помня, что R состоит из R1+R2, формула может быть записана в следующем виде:

А так как I1 равно I2, то:

Это уравнение показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению и отношению сопротивлений R1 и R2.

Делитель напряжения — калькулятор онлайн





 Применение делителя напряжения на резисторах

В радиоэлектронике есть много способов применения делителя напряжения. Вот только некоторые примеры где вы можете обнаружить их.

Потенциометры

Потенциометр представляет собой переменный резистор, который может быть использован для создания регулируемого делителя напряжения.

Изнутри потенциометр представляет собой резистор и скользящий контакт, который делит резистор на две части и передвигается между этими двумя частями. С внешней стороны, как правило, у потенциометра имеется три вывода: два контакта подсоединены к выводам резистора, в то время как третий (центральный) подключен к скользящему контакту.

Если контакты резистора подключения к источнику напряжения (один к минусу, другой к плюсу), то центральный вывод потенциометра будет имитировать делитель напряжения.

Переведите движок потенциометра в верхнее положение и напряжение на выходе будет равно входному напряжению. Теперь переведите движок в крайнее нижнее положение и на выходе будет нулевое напряжение. Если же установить ручку потенциометра в среднее положение, то мы получим половину входного напряжения.

Резистивные датчики

Большинство датчиков применяемых в различных устройствах представляют собой резистивные устройства. Фоторезистор представляет собой переменный резистор, который изменяет свое сопротивление, пропорциональное количеству света, падающего на него.

Так же есть и другие датчики, такие как датчики давления, ускорения и термисторы и др.

Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить напряжение при помощи микроконтроллера (при наличии АЦП).

Пример работы делителя напряжения на фоторезисторе.

Допустим, сопротивление фоторезистора изменяется от 1 кОм (при освещении) и до 10 кОм (при полной темноте). Если мы дополним схему постоянным сопротивлением примерно 5,6 кОм, то мы можем получить широкий диапазон изменения выходного напряжения при изменении освещенности фоторезистора.

Как мы видим, размах выходного напряжения при уровне освещения от яркого до темного получается в районе 2,45 вольт, что является отличным диапазоном для работы большинства АЦП.

led — Я пытаюсь использовать 3v светодиоды в цепи 12V, в моей машине

Есть несколько вещей, которые следует учитывать при работе с автомобильными цепями, которые питаются непосредственно от батареи. Большинство автомобильных аккумуляторов работают на 12V номинально — но при нормальной работе они могут находиться где угодно между 9V и 16V.

Рассмотрим эту схему (примечание Vbattery = 16V):

^{имитировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab}

Если ваши светодиоды падают ~ 3,5 В и потребляют 100 мА тока, вы горите .35Watts (Power = Current x Voltage) в светодиоде — неважно. У вас все еще есть 12,5 В, чтобы бросить куда-то еще. В этом случае он проходит через резистор. Presistor = (16 В — 3,5 В) * 100 мА = 1,25 Вт. Это совсем немного.

Номинальные выходы (т. е. V батарея = 12 В):

Pled = 3.5V * 100mA = .35W (как и раньше)

Presistor = 8.5V * 100mA = .85W (все еще может быть проблематичным)

Я рекомендую перейти к этой схеме, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения на одном резисторе. Имейте в виду, что если ваша батарея падает намного ниже 12 В, ваша светодиодная строка, вероятно, отключится. 3.5V + 3.5V + 3.5V + Current * Rresistor = довольно близко к 12V.

^{имитировать эту схему}

Вы также можете распределить рассеивание мощности по двум резисторам в каждой строке вместо одного. Каждый из этих резисторов должен быть вдвое меньше сопротивления. См. Схему ниже.

Дополнительный кредит: Если вы хотите использовать параллельное светодиодное приложение, вы можете попробовать более сложный подход.

Еще одно соображение — текущее совпадение, которое не критично в большинстве приложений для любителей, но этот подход также поможет распространить власть.

Рассмотрим эту схему:

^{имитировать эту схему}

В нижней части каждой строки находятся BJT. Самая левая строка имеет BJT, сконфигурированный с базой, закороченной на коллектор, и эмиттер на землю. Все базы связаны друг с другом. Это называется текущим зеркалом, поскольку оно заставляет ток в каждой из строк быть одинаковым. (Я здесь много размахиваю руками, а также замечает, что это не гарантированное идеальное совпадение строк между строками из-за термических различий, вариаций процесса между BJT и т. Д., Но в этом случае это хорошо достаточно.)

Что здесь важно, так это то, что вы можете поставить BJT, который способен обрабатывать немного энергии, чтобы помочь вам сбросить напряжение «безопаснее».

Вместо того, чтобы разместить огромный резистор 2 Вт, вы можете получить немного интереснее и понизить напряжение на BJT — уменьшая количество энергии, которую ваши резисторы должны сжечь. Это не будет много. Вы можете выбрать BJT с Vbe = 1V и сбрасывать .1W через BJT (или Vce = 2V и падение .2W). Вы также получаете дополнительную выгоду от обеспечения того, чтобы ваши светодиоды были одинаковой яркости.

Надеюсь, это поможет!

Подключение светодиода к 12 вольтам в машине (расчет сопротивления) (видео)

 Светодиоды — это современные, экономичные, надежные радиоэлементы, применяемые для световой индикации. Мы думаем об этом знает каждый и все! Именно исходя из этого опыта, столь высоко желание применить именно светодиоды, для конструирования самых различных электрических схем, как в бытовой электронике, так и для автомобиля. Но здесь возникают определенный трудности. Ведь самые распространенные светодиоды имеют напряжение питания 3…3,3 вольта, а бортовое напряжение автомобиля в номинале 12 вольт, при этом порой поднимается и до 14 вольт.

Само собой здесь всплывает закономерное умозаключение, что для подключения светодиодов к 12 вольтовой сети машины, необходимо будет понизить напряжение. Именно этой теме, подключению светодиода к бортовой сети автомобиля и понижению напряжения, будет посвящена статья.

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

 Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

  Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

 Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор.  В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

 Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Подключение светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

Начнем, как и в абзаце выше, с варианта подключения светодиода к напряжению в 12 вольт через резистор. Для того чтобы вам лучше было понять как же происходит падение напряжение, мы приведем несколько вариантов. Когда к 12 вольтам подключено 3 светодиода, 2 и 1.

Подключение 1 светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

 Итак, у нас есть светодиод. Его напряжение питания 3,3 вольта. То есть если бы мы взяли источник питания в 3,3 вольта и подключили к нему светодиод, то все было бы замечательно. Но в нашем случае наблюдается повышенное напряжение, которое не трудно посчитать по формуле.  14,5-3,3= 11,2 вольта. То есть нам необходимо первоначально снизить напряжение на 11,2 вольта, а затем лишь подать напряжение на светодиод.  Для того чтобы нам рассчитать сопротивление, необходимо знать какой ток протекает в цепи, то есть ток потребляемый светодиодом. В среднем это около 0,02 А. При желании можете посмотреть номинальный ток в даташите к светодиоду. В итоге, по закону Ома получается. R=11,2/0,02=560 Ом. Сопротивление резистора рассчитано. Ну, а уж схему нарисовать и того проще.

Мощность резистора рассчитывается по формуле  P=UI=11.2*0,02=0,224 Вт. Берем ближайший согласно стандартного типоряда.

Подключение 2 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

По аналогии с предыдущим примером все высчитывается также, но с одним условием. Так как светодиода уже два, то падение напряжения на них будет 6,6 вольта, а оставшиеся 14,5-6,6=7,9 вольта останутся резистору. Исходя из этого, схема будет следующей.

Так как ток в цепи не изменился, то мощность резистора остается без изменений.

Подключение 3 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

И еще один вариант, когда практически все напряжение гасится светодиодами. А значит, резистор по своему номиналу будет еще меньше. Всего 240 Ом. Схема подключения 3 светодиодов к бортовой сети машины прилагается.

Напоследок нам лишь осталось сказать, что при расчетах было использовано напряжение не 12, а 14,5 вольт. Именно такое повышенное напряжение обычно возникает в электросети машины, когда она заведена.
 Также не трудно прикинуть, что при подключении 4 светодиодов, вам и вовсе не потребуется применение какого либо резистора, ведь на каждый из светодиодов придется по 3,6 вольта, что вполне допустимо.

Подключение светодиода через стабилизатор напряжения к 12 вольтам в машине (через микросхему)

 Теперь перейдем к стабилизированной схеме питания светодиодов от 12 вольт. Здесь, как мы уже и говорили, существует схема, которая регулирует собственное внутреннее сопротивление. Таким образом, питание светодиода будет осуществляться устойчиво, независимо от скачков напряжения бортовой сети.  К сожалению минусом применения микросхемы является тот факт, что минимальное стабилизированное напряжение, которое возможно добиться будет 5 вольт. Именно с таким напряжением можно встретить наиболее широко известные микросхемы – стабилизаторы КР142 ЕН 5Б или иностранный аналог L7805 или L7805CV. Здесь разница лишь в производителе и номинальном рабочем токе от 1 до 1,5 А.

 Так вот, оставшееся напряжение с 5 до 3,3 вольт придется гасить все по тому же примеру что и в предыдущих случаях, то есть с помощью применения резистора. Однако снизить напряжение резистором на 1,7 вольта это уже не столь критично как на 8-9 вольт. Стабилизация напряжения в этом случае все же будет наблюдаться! Приводим схему подключения микросхемы стабилизатора.
Как видите, она очень простая. Реализовать ее может каждый. Не сложнее чем припаять тот же резистор. Единственное условие это установка радиатора, который будет отводить тепло от микросхемы. Его установить нужно обязательно. На схеме написано что микросхема может питать 10 цепочек со светодиодом, на самом деле этот параметр занижен. По факту, если через светодиод проходит около 0,02 А, то она может обеспечивать питанием до 50 светодиодов. Если вам необходимо обеспечить питание большего количества, то используйте вторую такую же независимую схему. Использование двух микросхем подключенных параллельно не правильно. Так как их характеристики немного, да будут отличаться друг от друга, из-за индивидуальных особенностей. В итоге, у одной из микросхем будет шанс перегореть намного быстрее, так как режимы работы у нее будут иные — завышенные.
 О применение аналогичных микросхем мы уже рассказывали в статье «Зарядное устройство на 5 вольт в машине». Кстати, если вы все же решитесь выполнить питание для светодиода на ШИМ, хотя это вряд ли того стоит, то эта статья также раскроет вам все секреты реализации такого проекта.

Подводя итог о подключение светодиода к 12 вольтам в машине своими руками

 Подводя итог о подключении светодиода к 12 вольтовой сети можно сказать о простоте выполнения схемотехники. Как со случаем где применяется резистор, так и с микросхемой – стабилизатором. Все это легко и просто. По крайней мере, это самое простое, что может вам встретиться в электронике. Так что осилить подключение светодиода к бортовой сети машины в 12 вольт  должен каждый и наверняка. Если уж и это не «по зубам», то за более сложное и вовсе браться не следует.

Видео по подключению светодиода к сети в автомобиле

… а теперь чтобы вам было легче прикинуть какой номинал сопротивления нужен и какой мощностью для вашего конкретного случая, можете воспользоваться калькулятором подбора резистора

Конвертер электрического сопротивления • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Нагретый до 800°C резистивный нагревательный элемент.

Введение

Резисторы на этой плате из блока питания обведены красными прямоугольниками и составляют половину ее элементов

Термину сопротивление в некотором отношении повезло больше, чем другим физическим терминам: мы с раннего детства знакомимся с этим свойством окружающего мира, осваивая среду обитания, особенно когда тянемся к приглянувшейся игрушке в руках другого ребёнка, а он сопротивляется этому. Этот термин нам интуитивно понятен, поэтому в школьные годы во время уроков физики, знакомясь со свойствами электричества, термин электрическое сопротивление не вызывает у нас недоумения и его идея воспринимается достаточно легко.

Число производимых в мире технических реализаций электрического сопротивления — резисторов — не поддаётся исчислению. Достаточно сказать, что в наиболее распространённых современных электронных устройствах — мобильных телефонах, смартфонах, планшетах и компьютерах — число элементов может достигать сотен тысяч. По статистике резисторы составляют свыше 35% элементов электронных схем, а, учитывая масштабы производства подобных устройств в мире, мы получаем умопомрачительную цифру в десятки триллионов единиц. Наравне с другими пассивными радиоэлементами — конденсаторами и катушками индуктивности, резисторы лежат в основе современной цивилизации, являясь одним из китов, на которых покоится наш привычный мир.

Кабели должны обладать возможно меньшим электрическим сопротивлением

Определение

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая некоторые электрические свойства материи препятствовать свободному, без потерь, прохождению электрического тока через неё. В терминах электротехники электрическое сопротивление есть характеристика электрической цепи в целом или её участка препятствовать протеканию тока и равная, при постоянном токе, отношению напряжения на концах цепи к силе тока, протекающего по ней.

Электрическое сопротивление связано с передачей или преобразованием электрической энергии в другие виды энергии. При необратимом преобразовании электрической энергии в тепловую, ведут речь об активном сопротивлении. При обратимом преобразовании электрической энергии в энергию магнитного или электрического поля, если в цепи течет переменный ток, говорят о реактивном сопротивлении. Если в цепи преобладает индуктивность, говорят об индуктивном сопротивлении, если ёмкость — о ёмкостном сопротивлении.

Полное сопротивление (активное и реактивное) для цепей переменного тока описывается понятиям импеданса, а для переменных электромагнитных полей — волновым сопротивлением. Сопротивлением иногда не совсем правильно называют его техническую реализацию — резистор, то есть радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Закон Ома

Сопротивление обозначается буквой R или r и считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

Закон Ома

R = U/I

где

R — сопротивление, Ом;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника, В;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов, А.

Эта формула называется законом Ома, по имени немецкого физика, открывшего этот закон. Немаловажную роль в расчёте теплового эффекта активного сопротивления играет закон о выделяемой теплоте при прохождении электрического тока через сопротивление — закон Джоуля-Ленца:

Q = I² · R · t

где

Q — количество выделенной теплоты за промежуток времени t, Дж;

I — сила тока, А;

R — сопротивление, Ом;

t — время протекания тока, сек.

Георг Симон Ом

Единицы измерения

Основной единицей измерения электрического сопротивления в системе СИ является Ом и его производные: килоом (кОм), мегаом (МОм). Соотношения единиц сопротивления системы СИ с единицами других систем вы можете найти в нашем конвертере единиц измерения.

Историческая справка

Первым исследователем явления электрического сопротивления, а, впоследствии, и автором знаменитого закона электрической цепи, названного затем его именем, стал выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом. Опубликованный в 1827 году в одной из его работ, закон Ома сыграл определяющую роль в дальнейшем исследовании электрических явлений. К сожалению, современники не оценили его исследования, как и многие другие его работы в области физики, и, по распоряжению министра образования за опубликование результатов своих исследований в газетах он даже был уволен с должности преподавателя математики в Кёльне. И только в 1841 году, после присвоения ему Лондонским королевским обществом на заседании 30 ноября 1841 г. медали Копли, к нему наконец-то приходит признание. Учитывая заслуги Георга Ома, в 1881 г. на международном конгрессе электриков в Париже было решено назвать его именем теперь общепринятую единицу электрического сопротивления («один ом»).

Физика явления в металлах и её применение

По своим свойствам относительной величины сопротивления, все материалы подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы. Отдельным классом выступают материалы, имеющие нулевое или близкое к таковому сопротивление, так называемые сверхпроводники. Наиболее характерными представителями проводников являются металлы, хотя и у них сопротивление может меняться в широких пределах, в зависимости от свойств кристаллической решётки.

По современным представлениям, атомы металлов объединяются в кристаллическую решётку, при этом из валентных электронов атомов металла образуется так называемый «электронный газ».

Перегорание нити лампы накаливания в воздухе

Относительно малое сопротивление металлов связано именно с тем обстоятельством, что в них имеется большое количество носителей тока — электронов проводимости — принадлежащих всему ансамблю атомов данного образца металла. Возникающий при приложении внешнего электрического поля, ток в металле представляет собой упорядоченное движение электронов. Под действием поля электроны ускоряются и приобретают определённый импульс, а затем сталкиваются с ионами решётки. При таких столкновениях, электроны изменяют импульс, частично теряя энергию своего движения, которая преобразуется во внутреннюю энергию кристаллической решётки, что и приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока. Необходимо заметить, что сопротивление образца металла или сплавов металлов данного состава зависит от его геометрии, и не зависит от направления приложенного внешнего электрического поля.

Дальнейшее приложение всё более сильного внешнего электрического поля приводит к нарастанию тока через металл и выделению всё большего количества тепла, которое, в конечном итоге, может привести к расплавлению образца. Это свойство применяется в проволочных предохранителях электрических цепей. Если температура превысила определенную норму, то проволока расплавляется, и прерывает электрическую цепь — по ней больше не может течь ток. Температурную норму обеспечивают, выбирая материал для проволоки по его температуре плавления. Прекрасный пример того, что происходит с предохранителями, даёт опыт съёмки перегорания нити накала в обычной лампе накаливания.

Наиболее типичным применением электрического сопротивления является применение его в качестве тепловыделяющего элемента. Мы пользуемся этим свойством при готовке и подогреве пищи на электроплитках, выпекании хлеба и тортов в электропечах, а также при работе с электрочайниками, кофеварками, стиральными машинами и электроутюгами. И совершенно не задумываемся, что своему комфорту в повседневной жизни мы опять же должны быть благодарны электрическому сопротивлению: включаем ли бойлер для душа, или электрический камин, или кондиционер в режим подогрева воздуха в помещении — во всех этих устройствах обязательно присутствует нагревательный элемент на основе электрического сопротивления.

В промышленном применении электрическое сопротивление обеспечивает приготовление пищевых полуфабрикатов (сушка), проведение химических реакций при оптимальной температуре для получения лекарственных форм и даже при изготовлении совершенно прозаических вещей, вроде полиэтиленовых пакетов различного назначения, а также при производстве изделий из пластмасс (процесс экструдирования).

Физика явления в полупроводниках и её применение

В полупроводниках, в отличие от металлов, кристаллическая структура образуется за счёт ковалентных связей между атомами полупроводника и поэтому, в отличие от металлов, в чистом виде они имеют значительно более высокое электрическое сопротивление. Причем, если говорят о полупроводниках, обычно упоминают не сопротивление, а собственную проводимость.

Микропроцессор и видеокарта

Привнесение в полупроводник примесей атомов с большим числом электронов на внешней оболочке, создаёт донорную проводимость n-типа. При этом «лишние» электроны становятся достоянием всего ансамбля атомов в данном образце полупроводника и его сопротивление понижается. Аналогично привнесение в полупроводник примесей атомов с меньшим числом электронов на внешней оболочке, создаёт акцепторную проводимость р-типа. При этом «недостающие» электроны, называемые «дырками», становятся достоянием всего ансамбля атомов в данном образце полупроводника и его сопротивление также понижается.

Наиболее интересен случай соединения областей полупроводника с различными типами проводимости, так называемый p-n переход. Такой переход обладает уникальным свойством анизотропии — его сопротивление зависит от направления приложенного внешнего электрического поля. При включении «запирающего» напряжения, пограничный слой p-n перехода обедняется носителями проводимости и его сопротивление резко возрастает. При подаче «открывающего» напряжения в пограничном слое происходит рекомбинация носителей проводимости в пограничном слое и сопротивление p-n перехода резко понижается.

На этом принципе построены важнейшие элементы электронной аппаратуры — выпрямительные диоды. К сожалению, при превышении определённого тока через p-n переход, происходит так называемый тепловой пробой, при котором как донорные, так и акцепторные примеси перемещаются через p-n переход, тем самым разрушая его, и прибор выходит из строя.

Главный вывод о сопротивлении p-n переходов заключается в том, что их сопротивление зависит от направления приложенного электрического поля и носит нелинейный характер, то есть не подчиняется закону Ома.

Несколько иной характер носят процессы, происходящие в МОП-транзисторах (Металл-Окисел-Полупроводник). В них сопротивлением канала исток-сток управляет электрическое поле соответствующей полярности для каналов p- и n-типов, создаваемое затвором. МОП-транзисторы почти исключительно используются в режиме ключа — «открыт-закрыт» — и составляют подавляющее число электронных компонентов современной цифровой техники.

Вне зависимости от исполнения, все транзисторы по своей физической сути представляют собой, в известных пределах, безынерционные управляемые электрические сопротивления.

В ксеноновой лампе-вспышке (обведена красной линией) вспышка происходит после ионизации газа в результате уменьшения его электрического сопротивления

Физика явления в газах и её применение

В обычном состоянии газы являются отличными диэлектриками, поскольку в них имеется очень малое число носителей заряда — положительных ионов и электронов. Это свойство газов используется в контактных выключателях, воздушных линиях электропередач и в воздушных конденсаторах, так как воздух представляет собой смесь газов и его электрическое сопротивление очень велико.

Так как газ имеет ионно-электронную проводимость, при приложении внешнего электрического поля сопротивление газов вначале медленно падает из-за ионизации всё большего числа молекул. При дальнейшем увеличении напряжения внешнего поля возникает тлеющий разряд и сопротивление переходит на более крутую зависимость от напряжения. Это свойство газов использовалась ранее в газонаполненных лампах — стабисторах — для стабилизации постоянного напряжения в широком диапазоне токов. При дальнейшем росте приложенного напряжения, разряд в газе переходит в коронный разряд с дальнейшим снижением сопротивления, а затем и в искровой — возникает маленькая молния, а сопротивление газа в канале молнии падает до минимума.

Основным компонентом радиометра-дозиметра Терра-П является счетчик Гейгера-Мюллера. Его работа основана на ударной ионизации находящегося в нем газа при попадании гамма-кванта, в результате которой резко снижается его сопротивление, что и регистрируется.

Свойство газов светиться при протекании через них тока в режиме тлеющего разряда используется для оформления неоновых реклам, индикации переменного поля и в натриевых лампах. То же свойство, только при свечении паров ртути в ультрафиолетовой части спектра, обеспечивает работу и энергосберегающих ламп. В них световой поток видимого спектра получается в результате преобразования ультрафиолетового излучения флуоресцентным люминофором, которым покрыты колбы ламп. Сопротивление газов точно так же, как и в полупроводниках, носит нелинейный характер зависимости от приложенного внешнего поля и так же не подчиняется закону Ома.

Физика явления в электролитах и её применение

Сопротивление проводящих жидкостей — электролитов — определяется наличием и концентрацией ионов различных знаков — атомов или молекул, потерявших или присоединивших электроны. Такие ионы при недостатке электронов называются катионами, при избытке электронов — анионами. При приложении внешнего электрического поля (помещении в электролит электродов с разностью потенциалов) катионы и анионы приходят в движение; физика процесса заключается в разрядке или зарядке ионов на соответствующем электроде. При этом на аноде анионы отдают излишние электроны, а на катоде катионы получают недостающие.

Гальваническое покрытие хромом пластмассовой душевой головки. На внутренней стороне, не покрытой хромом, виден тонкий красный слой меди.

Существенным отличием электролитов от металлов, полупроводников и газов является перемещение вещества в электролитах. Это свойство широко используется в современной технике и медицине — от очистки металлов от примесей (рафинирование) до внедрения лекарственных средств в больную область (электрофорез). Сверкающей сантехнике наших ванн и кухонь мы обязаны процессам гальваностегии – никелированию и хромированию. Излишне вспоминать, что качество покрытия достигается именно благодаря управлению сопротивлением раствора и его температурой, а также многими другими параметрами процесса осаждения металла.

Поскольку человеческое тело с точки зрения физики представляет собой электролит, применительно к вопросам безопасности существенную роль играет знание о сопротивлении тела человека протеканию электрического тока. Хотя типичное значение сопротивления кожи составляет около 50 кОм (слабый электролит), оно может варьироваться в зависимости от психоэмоционального состояния конкретного человека и условий окружающей среды, а также площади контакта кожи с проводником электрического тока. При стрессе и волнении или при нахождении в некомфортных условиях оно может значительно снижаться, поэтому для расчётов сопротивления человека в технике безопасности принято значение 1 кОм.

Любопытно, что на основе измерения сопротивления различных участков кожи человека, основан метод работы полиграфа — «детектора» лжи, который, наряду с оценкой многих физиологических параметров, определяет, в частности, отклонение сопротивления от текущих значений при задавании испытуемому «неудобных» вопросов. Правда этот метод ограниченно применим: он даёт неадекватные результаты при применении к людям с неустойчивой психикой, к специально обученным агентам или к людям с аномально высоким сопротивлением кожи.

В известных пределах к току в электролитах применим закон Ома, однако, при превышении внешнего прилагаемого электрического поля некоторых характерных для данного электролита значений, его сопротивление также носит нелинейный характер.

Физика явления в диэлектриках и её применение

Сопротивление диэлектриков весьма высоко, и это качество широко используется в физике и технике при применении их в качестве изоляторов. Идеальным диэлектриком является вакуум и, казалось бы, о каком сопротивлении в вакууме может идти речь? Однако, благодаря одной из работ Альберта Эйнштейна о работе выхода электронов из металлов, которая незаслуженно обойдена вниманием журналистов, в отличие от его статей по теории относительности, человечество получило доступ к технической реализации огромного класса электронных приборов, ознаменовавших зарю радиоэлектроники, и по сей день исправно служащих людям.

Магнетрон 2М219J, установленный в бытовой микроволновой печи

Согласно Эйнштейну, любой проводящий материал окружён облаком электронов, и эти электроны, при приложении внешнего электрического поля, образуют электронный луч. Вакуумные двухэлектродные приборы обладают различным сопротивлением при смене полярности приложенного напряжения. Раньше они использовались для выпрямления переменного тока. Трёх- и более электродные лампы использовались для усиления сигналов. Теперь они вытеснены более выгодными с энергетической точки зрения транзисторами.

Однако осталась область применения, где приборы на основе электронного луча совершенно незаменимы — это рентгеновские трубки, применяемые в радиолокационных станциях магнетроны и другие электровакуумные приборы. Инженеры и по сей день всматриваются в экраны осциллографов с электронно-лучевыми трубками, определяя характер происходящих физических процессов, доктора не могут обойтись без рентгеновских снимков, и все мы ежедневно пользуемся микроволновыми печами, в которых стоят СВЧ-излучатели — магнетроны.

Поскольку характер проводимости в вакууме носит только электронный характер, сопротивление большинства электровакуумных приборов подчиняется закону Ома.

Резисторы поверхностного монтажа

Резисторы: их назначение, применение и измерение

Переменный регулировочный резистор

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — элемент электрической цепи, предназначенный для использования его в качестве электрического сопротивления. Помимо этого, резисторы, являясь технической реализацией электрического сопротивления, также характеризуются паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

Резистор — электронный прибор, необходимый во всех электронных схемах. По статистике, 35% любой радиосхемы составляют именно резисторы. Конечно, можно попытаться выдумать схему без резисторов, но это будут лишь игры разума. Практические электрические и электронные схемы без резисторов немыслимы. С точки зрения инженера-электрика любой прибор, обладающий сопротивлением, может называться резистором вне зависимости от его внутреннего устройства и способа изготовления. Ярким примером тому служит история с крушением дирижабля «Италия» полярного исследователя Нобиле. Радисту экспедиции удалось отремонтировать радиостанцию и подать сигнал бедствия, заменив сломанный резистор грифелем карандаша, что, в конечном итоге, и спасло экспедицию.

10-ваттный керамический резистор

Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться в качестве дискретных компонентов или составных частей интегральных микросхем. Дискретные резисторы классифицируются по назначению, виду вольтамперной характеристики, по способу защиты и по способу монтажа, характеру изменения сопротивления, технологиям изготовления и рассеиваемой тепловой энергии. Обозначение резистора в схемах приведено на рисунке ниже:

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех резисторов:

R = R₁ + R₂ + … + R_n

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление цепи равно

R = R₁ · R₂ · … · R_n/(R₁ + R₂ + … + R_n)

По назначению резисторы делятся на:

• резисторы общего назначения;
• резисторы специального назначения.

По характеру изменения сопротивления резисторы делятся на:

По способу монтажа:

• для печатного монтажа;
• для навесного монтажа;
• для микросхем и микромодулей.

По виду вольт-амперной характеристики:

Цветовая маркировка резисторов

В зависимости от габаритов и назначения резисторов, для обозначения их номиналов применяются цифро-символьная маркировка или маркировка цветными полосками для резисторов навесного или печатного монтажа. Символ в маркировке может играть роль запятой в обозначении номинала: для обозначения Ом применяются символы R и E, для килоом — символ К, для мегаом — символ М. Например: 3R3 означает номинал в 3,3 Ом, 33Е = 33 Ом, 4К7 = 4,7 кОм, М56 = 560 кОм, 1М0 = 1,0 Мом.

Цветовая маркировка резисторов

Измерение сопротивления резистора с помощью мультиметра

Для малогабаритных резисторов навесного монтажа и печатного применяется маркировка цветными полосками по имеющимся таблицам. Чтобы не рыться в справочниках, в Интернете можно найти множество различных программ для определения номинала резистора.

Резисторы для поверхностного монтажа (SMD) маркируются тремя или четырьмя цифрами или тремя символами, в последнем случае номинал тоже определяется по таблице или по специальным программам.

Измерение резисторов

Наиболее универсальным и практичным методом определения номинала резистора и его исправности является непосредственное измерение его сопротивления измерительным прибором. Однако при измерении непосредственно в схеме следует помнить, что ее питание должно быть отключено и что измерение будет неточным.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Как уменьшить обороты кулера с помощь резистора — расчёт мощности и сопротивления

Купил я недорого для своего компа мощный БП (маде ин чина) — на полтора киловатта, для топового процессора + пару топовых видеокарт в кроссе + весь обвес с очень хорошим запасом.
Но радость моя была очень коротка — БП оказался ОЧЕНЬ и ОЧЕНЬ шумным!
Разобрал я корпус и посмотрев на данные вентилятора глаза мои округлились — смотрите сами

14.4 Ватт !!! — таких мощных вентиляторов для охлаждения БП я ещё не встречал! И дует конечно как турбина!
Самое печальное, что узкоглазые почему то использовали вентилятор без возможности регулирования оборотов — то есть БП работает в холостую а шумит как на полную нагрузку, или например установлен в помещении с кондиционером, т.к. хорошее внешнее охлаждение — а толку нет, будет херачить по полной 🙁

Итак, задача — понизить обороты вентилятора на треть!

Исходные данные:
Напряжение U=12V Сила тока I=1.2A

Вспоминаем закон Ома для участка цепи U = I*R и формулу мощности P=U*I

Соответственно, мощность кулера P=U*I=12v*1.2A=14.4W
Посчитаем сопротивление кулера R0=U/I=12V/1.2A=10 Ом

Схема до изменений
—(R0)—

Схема после изменений (последовательно добавляем резистор)
—[R1]—(R0)—

Источник питания в данную цепь даёт нам постоянное напряжение 12 вольт, соответственно, для снижения оборотов на треть добавим к имеющимся R0=10 Ом ещё сопротивление на R1=3 Ом.
Рассчитаем получившуюся силу тока в цепи
I = U / (R1+R2) = 12 V / 13 Ом = 0.923 А

Теперь рассчитаем падение напряжения на сопротивлении
U1 = I*R1 = 3 Ом * 0.923 А = 2,769 V
Рассчитаем необходимую мощность сопротивления
P1 = U1*I = 2,769 V * 0.923 A = 2.556 Вт
Итого, нам нужен резистор 3 Ом мощностью 2.556 Вт — лучше взять с запасом на 3 Вт

Для того, чтобы набрать нужное сопротивление можно использовать несколько резисторов, для этого вспоминаем правила последовательного и параллельного подключений в сети.
Думаю, нам будет проще подобрать последовательно R=R1+R2+..+RN с мощностью P=P1+P2+…+PN

Три последовательно соединённых резистора на 1ом мощностью 1Вт дадут нам нужный эффект.

PS
Либо проще — купить другой менее мощный и шумный вентилятор и заменить 🙂

Запись опубликована on 09.02.2018 at 10:34 and is filed under Полезности. Вы можете читать комментарии, используя RSS-ленту. Вы можете оставить комментарий, или отправить трекбек с Вашего сайта.

Потенциометр и делитель напряжения | Класс робототехники

Потенциометр и делитель напряжения

В одном из предыдущих уроков, для ограничения тока через светодиод, мы использовали резисторы. Как было тогда отмечено, существует множество резисторов разного номинала и рассчитанных на разную мощность. Но оказывается, кроме обычных резисторов есть и элементы с изменяемым сопротивлением, называемые переменными резисторами.

Обычно, переменные резисторы делают в виде делителя напряжения, и такие элементы называются потенциометрами. Кстати, потенциометры часто называют реостатами, хотя это и не совсем так. Вот так выглядит типичный регулировочный потенциометр.

Для чего может быть полезен прибор с переменным сопротивлением? Если говорить о чисто переменном резисторе, то он бывает нужен в ситуациях, когда нам требуется регулировать ток в цепи. Возьмем всё тот же светодиод. Если в цепи светодиода мы поставим переменный резистор — потенциометр, скажем, на 20 кОм, то с помощью него мы сможем регулировать яркость свечения.

Соберем эту схему на плате и проверим в действии. В этом макете мы используем потенциометр на плате от RobotClass. К нему удобно подключать провода и втыкать его в макетную плату.

Крутим ручку потенциометра — светодиод светится ярче или тусклее. Кроме самого потенциометра в схеме также можно заметить обычный резистор. Зачем он нужен? Дело в том, что поворачивая ручку потенциометра мы можем менять его сопротивление в диапазоне от 20 кОм до нуля. Получается, что в крайнем положении без дополнительного защитного резистора через светодиод потечет слишком большой ток и он сгорит!

Конечно, мы можем не крутить ручку потенциометра до упора, но разве можно удержаться?:) Лучше поставим дополнительный резистор, который в крайнем положении ручки не даст светодиоду сгореть. Для случая с кроной, подойдет резистор на 1 кОм. Если будем питать схему от Arduino (то есть от 5 Вольт), то можно поставить 200 Ом.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Калькулятор правил делителя напряжения

— Примеры и приложения VDR

Цепь делителя напряжения

— Правило делителя напряжения Калькулятор «VDR», примеры и приложения

Цепь делителя напряжения

Схема делителя напряжения использует резисторы для понижения напряжения и является самая распространенная схема, применяемая в электронике. Делитель напряжения можно использовать для многих вещей, например, для создания цепи регулировки громкости или генерации опорного напряжения и многого другого. Делители напряжения также используются в аналоговых схемах для получения выходов переменного напряжения.Эта схема отлично работает как с переменным, так и с постоянным входным напряжением, при этом это значение входного напряжения преобразуется в другое значение напряжения.

Примечание: Значение выходного напряжения схемы делителя напряжения всегда меньше значения входного напряжения.

В схеме делителя напряжения выходное напряжение всегда зависит от пропорции величины сопротивления. Например, если вы взяли два резистора равного номинала, вы получите на выходе ровно половину входного напряжения.

Электрическая эквивалентная схема делителя напряжения приведена ниже:

Как вы можете видеть, схема делителя напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов с отводом напряжения между ними. Входное напряжение подается на резисторы R ₁ и R ₂ . Следовательно, мы можем наблюдать, что выходное напряжение — это падение напряжения на резисторе R ₂ . Напряжение на R ₁ и R ₂ будет равно значению входного напряжения, приложенного к цепи делителя напряжения.

Формула Уравнение делителя напряжения для определения значения выходного напряжения будет выражена как:

Где,

• В _дюйм = Входное напряжение
• В _{на выходе} = Выходное напряжение
• R ₁ = Резистор, подключенный к источнику
• R ₂ = Резистор, подключенный к земле

Связанные сообщения:

Доказательство формулы делителя напряжения

Теперь мы объясним вам математическое объяснение приведенной выше формулы.Итак, согласно закону Ома, разность потенциалов на идеальном проводнике будет равна току, протекающему по нему.

V = IR

Где, V, I и R — напряжение, ток и сопротивление соответственно.

Итак, напряжение в указанной выше цепи будет равно произведению тока в цепи на полное сопротивление.

Общее сопротивление цепи в цепи делителя напряжения составляет

R _T = R ₁ + R ₂

Vin = IR _T

Vin = I (R ₁ + R ₂ )

При решении,

I = V _in / (R ₁ + R ₂ )

Здесь выходное напряжение снимается через сопротивление R ₂ , поэтому V _out будет выражено как:

V _out = IR ₂

Теперь поместите значение I из приведенного выше уравнения:

Теперь мы объясним вам, как работает делитель напряжения и как вы можно даже найти значение сопротивления, чтобы получить желаемое значение напряжения.

Напряжение Делитель Схема — пример

Как показано выше, схема делителя напряжения состоит из двух резисторов (R ₁ и R ₂ ), и выходной сигнал будет проходить через резистор Р ₂ . Единственное, о чем нужно позаботиться, — это номинальная мощность резисторов. Потому что, если мы не выберем правильную номинальную мощность резистора, резисторы будут перегреваться или также могут сгореть. Вы можете рассчитать номинальную мощность, если знаете значение I (в зависимости от нагрузки), используя уравнение степенного закона (P = VI).

Вещи, необходимые для разработки схемы делителя напряжения:

• Резисторы (10 кОм, 47 кОм)
• Входное питание (9 В)
• Макетная плата
• Мультиметр (для измерения)

Теперь мы продемонстрирует вам выход схемы делителя напряжения практически и теоретически.

Здесь в эту схему мы подключили входное напряжение 9 В и резисторы R ₁ и R ₂ (47 кОм и 10 кОм соответственно). После снятия выходного сигнала схемы делителя напряжения с мультиметра получаем 1.49В .

Теперь мы рассчитаем выходное напряжение указанной схемы теоретически,

Здесь, V _в = 9 В, R ₁ = 47 кОм и R ₂ = 10 кОм

Итак, используя Уравнение делителя напряжения

У нас есть

В _{на выходе} = (9 × 10) / (47 + 10)

В _{на выходе} = 1,5789

Следовательно, вы можете увидеть разницу Между практическим и теоретическим значением, потому что напряжение батареи не совсем 9 В.Кроме того, вы можете найти номинал резистора в соответствии с желаемым выходным напряжением, используя приведенную выше формулу.

Связанные сообщения:

Калькулятор правил делителя напряжения

Вы также можете использовать калькулятор делителя напряжения для расчета выходного делителя напряжения или даже номинала резисторов в соответствии с желаемыми входными и выходными значениями.

Введите любые три из следующих значений и нажмите кнопку «Рассчитать». Результат отобразит требуемое значение.

Примечание: формулы и уравнения для этого калькулятора приведены ниже (после калькулятора). Также не забывайте делиться и предлагать своим друзьям. Кроме того, если вы хотите увидеть другие электрические и электронные калькуляторы в прямом эфире в нашем блоге, укажите это в поле для комментариев ниже. Благодарю.

Формула для калькулятора VDR

V _OUT = V _IN x (R ₂ / (R ₁ + R ₂ ))

Где

• V _IN = Входное напряжение питания
• R ₁ + R ₂ = Значения резисторов
• V _OUT = Выходное напряжение

Связанные сообщения:

Преимущества и недостатки делителя напряжения Схема

Существует несколько преимуществ и недостатков схемы делителя напряжения, которые указаны ниже:

Преимущества схемы делителя напряжения

• Простой и удобный метод измерения высокого напряжения (до 100 кВ)
• Простой метод измерения напряжения смещение уровня.
• Помогает установить выходное напряжение регуляторов (например, LM317).

Недостатки схемы делителя напряжения

• Неэффективно использовать для источников питания.
• Резисторы делителей напряжения вносят небольшие потери мощности.
• Иногда сопротивление вольтметра влияет на соотношение резисторов.

Применение схемы делителя напряжения

Теперь, как мы знаем, существует ряд применений схемы делителя напряжения.Некоторые из приложений упомянуты ниже:

Потенциометры

Потенциометр — это трехконтактный переменный резистор, с его помощью можно разработать регулируемый делитель напряжения. Если вы будете использовать только два контакта потенциометра (один должен быть регулируемым), он будет работать как реостат. Но если вы используете все клеммы и пропускаете выход через регулируемый вывод, здесь он работает как делитель напряжения.

Точно так же потенциометры имеют много применений, они также используются в джойстиках и для создания опорного напряжения.

Чтение резистивных датчиков

Большинство датчиков являются просто резистивными устройствами, например, LDR (светозависимый резистор), сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света. Подобно LDR, существует ряд датчиков, которые делают то же самое в отношении сопротивления, таких как датчик изгиба, датчик силы и термисторы.

Здесь схема делителя напряжения используется для расчета сопротивления датчика. Заменив резистор R ₂ (согласно принципиальной схеме) на резистивный датчик, мы можем рассчитать его сопротивление по следующей формуле:

R ₂ = (В _{на выходе} x R ₁ ) / (Vin — Vout)

Где R ₂ — резистивный датчик

Сдвиг уровня

При взаимодействии с микроконтроллером не все датчики работают при стандартном значении напряжения (5 В), есть несколько датчиков который работает при относительно низком напряжении.Здесь возникает проблема смещения уровня, поэтому для снижения напряжения интерфейса мы используем схемы делителя напряжения, чтобы получить определенное напряжение.

Измерение высокого напряжения

Когда трудно измерить значение высокого напряжения, снова применяется делитель напряжения. Делитель напряжения уменьшает очень высокое напряжение, поэтому его легко измерить с помощью вольтметров.

Проще говоря, высокое напряжение подается на вход делителя напряжения, а его выход (установлен ниже, чем макс.диапазон) измеряется вольтметром. В вольтметрах специально разработаны зонды с высоковольтным резистором, чтобы выдерживать приходящее высокое входное напряжение и получать точные результаты при измерении высокого напряжения. Используя эту схему делителя напряжения, мы можем измерить напряжение до 100 кВ. Схема конденсаторного делителя используется для измерения значения напряжения более 100 кВ.

Связанный пост: Калькулятор параллельного резистора

Делитель напряжения для переменного источника питания

Предположим, у нас есть батарея 9 В, и вам нужно значение выходного напряжения от 1 В до 8 В.Как упоминалось выше, регулируя потенциометр, подключенный к батарее 9 В, мы можем получить выходное напряжение от 1 В до 8 В.

Подключите аккумулятор в соответствии со схемой ниже:

Примечание: Использование схемы делителя напряжения для источника питания может вызвать эффект нагрузки . Кроме того, это неэффективный способ управления напряжением питания, поскольку мощность рассеивается в резисторе R ₁ без полезного усиления.

Таким образом, потенциометр может выдавать переменное выходное напряжение.

Теперь предположим, что вам нужно фиксированное напряжение питания для любого конкретного устройства или контроллера, что вы будете делать? Для этого вам нужно точное значение резистора вместо потенциометра, чтобы получить желаемый выход.

Например, нам нужен выход 5 В от батареи 9 В (без учета тока нагрузочного резистора)

Переставив формулу делителя напряжения, вы можете найти значения резистора, который вам нужен для любого конкретного выходного значения.

Во-первых, вы должны выбрать значение входного напряжения и любое значение резистора (R ₁ или R ₂ ).Итак, если вы зафиксировали значение ₁ рэндов и теперь вам нужно найти значение ₂ рэндов, используйте следующую формулу:

Если вы зафиксировали значение ₂ рэндов и вам нужно найдите значение R ₁ , затем используйте приведенную ниже формулу:

Здесь мне нужно выходное напряжение 5 В при входном напряжении 9 В,

Итак,

В _в = 9 В

В _{на выходе} = 5V

R ₁ = 8k (постоянный резистор)

R ₂ =?

Используя формулу для R ₂

Мы имеем

R ₂ = (5 x 8) / (9-5)

R ₂ = 40/4

R ₂ = 10

Следовательно, если вы возьмете ₂ рэндов 10 кОм и ₁ 8 кОм с входным напряжением 9 В, выходное напряжение будет равно 5 В.

Похожие сообщения:

Калькулятор делителя напряжения — Рассчитайте номиналы резисторов в цепи делителя напряжения с двумя резисторами. Калькулятор делителя напряжения

— Рассчитайте номиналы резисторов в цепи двухрезисторного делителя напряжения.

Двухрезисторный делитель напряжения это одна из самых простых и распространенных схем в электронике. Часто это первая схема, которую изучает новичок. Делитель напряжения превращает большое напряжение в меньшее.Как это работает, соотношение резисторов (R1 и R2) делит вход напряжение до более низкого выходного напряжения. Выходное напряжение — это часть входного напряжения, и эта часть равна R2, деленному на сумма R1 + R2. Формула: VOUT = VIN * (R2 / (R1 + R2)). Калькулятор делителя напряжения предполагает, что вам известны любые три значения схемы делителя напряжения. Воспользуйтесь калькулятором ниже, чтобы вычислить значение отсутствующего параметра.

Общее использование делителя напряжения

Делители напряжения обычно используются для уменьшения входного напряжения на канал АЦП.Например, если вы хотите узнать напряжение источника питания 12 вольт, но ваш АЦП имеет максимальный входной уровень 5 вольт, делитель напряжения уменьшит напряжение до безопасный уровень.

Многие датчики резистивные, и АЦП не может получить с них правильные показания. Добавляя резистор к резистивному датчику, вы создаете делитель напряжения. Как только станет известен выходной сигнал делителя напряжения, можно рассчитать сопротивление датчика.

Используя делитель напряжения в сочетании с АЦП, можно считывать показания всех типов датчиков.

• обрезки
• ползунки
• батареи
• термисторы
• джойстики
• партии еще

Когда не использовать делитель напряжения

Цепи делителя напряжения не подходят для понижения напряжения для использования в качестве источника питания. Мало того, что это было бы ужасно неэффективно, достаточно тока, протекающего через R1, скорее всего, приведет к сгоранию резистора. Как правило, никогда не используйте делитель напряжения. как источник напряжения для всего, что требует даже небольшого количества энергии.Если вам нужно понизить напряжение, чтобы использовать его в качестве источника питания, обратите внимание на регуляторы напряжения или импульсные источники питания.

Также обязательно ознакомьтесь с нашим инструментом преобразования конденсаторов uF — nF — pF, чтобы помочь вам выбрать правильные конденсаторы для вашего следующего проекта.

Основное руководство по делителям напряжения

В этом руководстве мы исследуем очень важный и фундаментальный элемент электронных схем, а именно делители напряжения.

Делитель напряжения — это довольно простая пассивная схема, которая играет очень важную роль. Проще говоря, делитель напряжения преобразует большое напряжение в меньшее.

Базовая схема делителя напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов, которые создают выходное напряжение, составляющее лишь часть входного напряжения.

Входное напряжение подается на два резистора, а желаемое выходное напряжение поступает от соединения между двумя резисторами.Второй резистор обычно подключается к земле.

Базовая схема делителя напряжения

Ниже приведены некоторые примеры того, как вы можете увидеть схему или нарисовать схему делителя напряжения.

Все схемы делителей напряжения должны выглядеть примерно одинаково. Цепи должны состоять из двух резисторов. Один резистор должен быть подключен к земле, другой к источнику напряжения и проводу, идущему между парой с выходным напряжением.

Как вы можете видеть в базовой настройке схемы делителя напряжения, резистор, ближайший к входному напряжению ( Vin, ), обычно обозначается как R1. Резистор, ближайший к заземлению, обычно обозначается как R2 .

Падение напряжения, вызванное входным напряжением, проходящим через пару резисторов ( R1 и R2 ), обозначается как Vout .

Результирующее падение напряжения — это то, что мы будем называть нашим разделенным напряжением. Это разделенное напряжение является частью исходного входного напряжения ( Vin ).

Мы используем R1 , R2 , Vin и Vout для именования элементов схемы, поскольку они имеют решающее значение для понимания значений, которые вам понадобятся для уравнения делителя напряжения.

Формула делителя напряжения

Уравнение делителя напряжения предполагает, что вам известны три значения, используемые в цепи.

Значения, которые вам нужно знать, чтобы использовать уравнение, следующие три.

Вам необходимо знать как номиналы резистора ( R1 и R2 ), так и входное напряжение ( Vin ).

Использование этих трех значений в приведенном ниже уравнении позволит нам рассчитать выходное напряжение схемы делителя напряжения.

Теперь мы в последний раз рассмотрим переменные, используемые в уравнении делителя напряжения, чтобы вы имели твердое представление о каждой переменной.

• Vin — входное напряжение, измеренное в вольтах ( V )
• R1 — сопротивление 1-го резистора в делителе напряжения, измеренное в Ом Ом
• R2 — сопротивление 2-й резистор в делителе напряжения, измеренный в Ом Ом
• Vout — это выходное напряжение, измеренное в вольтах ( В )

Калькулятор делителя напряжения

Если вы хотите быстро рассчитать выходное напряжение генерируемые вашей схемой делителя напряжения, вы можете использовать наш удобный калькулятор.

Все, что вам нужно сделать, это ввести значения для ваших двух резисторов и входного напряжения, калькулятор автоматически рассчитает соответствующее выходное напряжение.

Примеры формул делителя напряжения

Для нашего первого примера использования формулы делителя напряжения мы собираемся использовать следующие значения:

• Vin как 5 v,
• R1 как 220 Ω резистор
• и R2 в качестве резистора 680 Ом.

Теперь, если мы подставим эти значения в уравнение делителя напряжения, у нас должно получиться что-то вроде того, что мы показали ниже.

Для начала мы сложим значения резисторов R1 и R2 вместе. Таким образом, в нашем примере выше это будет 220 + 680 , что равно 900 .

Мы заменим 220 + 680 в нашей формуле на наш результат, так что мы получим следующее уравнение.

Теперь, когда мы выполнили простое сложение, мы можем, наконец, вычислить часть деления уравнения делителя напряжения.

Просто разделите полученное значение R2 на рассчитанное значение R1 + R2 . В нашем примере это будет 680 , разделенное на 900 .

Используя калькулятор, мы получим 0,7555555555555556 , но для простоты мы округлим это число до 2 десятичных знаков, то есть число станет 0.76 .

Замените часть деления в вашей формуле полученным значением, теперь ваше уравнение должно выглядеть так, как показано ниже.

Наконец, мы можем просто умножить Vin на нашу рассчитанную величину деления резистора. В нашем случае просто умножьте 5 на 0,76 .

Результат этого умножения даст вам сумму Vout . В нашем случае этот результат был 3.8 Вольт.

Упрощение формулы

Есть несколько упрощений, которые мы можем сделать для уравнения делителя напряжения.Однако в этом руководстве мы проведем вас только по следующему.

Используя упрощения, вы можете быстро упростить оценку схемы делителя напряжения.

Это упрощение говорит о том, что если номиналы резистора R1 и резистора R2 одинаковы, то выходное напряжение равно половине входного напряжения.

Применение делителя напряжения

Делители напряжения находят множество применений в электронных схемах и являются основным компонентом многих электронных схем.

Ниже мы покажем вам некоторые из немногих применений схемы делителя напряжения.

Потенциометры

Потенциометр является одним из наиболее часто используемых элементов электронной схемы и используется в качестве основного компонента в большом количестве различных продуктов.

Вот некоторые примеры устройств, в которых используется потенциометр:

• Измерение положения на джойстике
• Создание опорного напряжения
• Управление уровнем звука в динамиках
• Среди прочего

Потенциометр — это переменный резистор, который действует как регулируемые делители напряжения.

Внутри потенциометра находится единственный резистор, разделенный стеклоочистителем. Этот дворник — это то, что вы перемещаете, что регулирует соотношение между двумя половинами резистора.

Снаружи горшка вы найдете три контакта, контакты с обеих сторон представляют собой соединение между каждым концом резистора, вы можете рассматривать их как R1 и R2 .

Штифт посередине — это то, что подсоединяется к дворнику. Теоретически это похоже на Vout в схеме делителя напряжения.

Чтобы подключить потенциометр так, чтобы он действовал как регулируемый делитель напряжения, вам необходимо подключить одну сторону к входному напряжению ( Vin ), а другую сторону — к заземлению.

Если оба внешних контакта подключены правильно, средний контакт будет действовать как выход вашего делителя напряжения ( Vout ).

При повороте потенциометра в одну сторону напряжение приближается к нулю, а при установке в другую сторону напряжение приближается к входному.

Вращение потенциометра в среднее положение фактически означает, что выходное напряжение будет вдвое меньше входного.

Level Shifter

Level Shifter — важная концепция, которую необходимо понимать при работе с цифровой электроникой. Их также можно назвать схемами «переключателя логического уровня» или «схемой преобразования уровня напряжения».

Уровнемеры используются для переключения напряжения с одного уровня на другой. Это часто используется для обеспечения совместимости между ИС, которые имеют разные требования к напряжению.

Некоторые из более сложных датчиков, которые используют интерфейсы, такие как UART, SPI или I2C для передачи своих показаний, часто имеют дело с разными уровнями напряжения.

Одним из примеров возможного использования этого является работа с платой микроконтроллера, такой как Raspberry Pi.

Raspberry Pi — интересный пример использования переключателя уровня. Несмотря на то, что Raspberry Pi обеспечивает выходы питания как 5 В, так и 3,3 В, его контакты GPIO предназначены только для обработки входа 3,3 В.

Использование делителя напряжения в цепи позволит нам понизить напряжение с 5 В до 3,3 В для входного контакта.

Ниже мы рассмотрим пример использования схемы делителя напряжения с Raspberry Pi для сдвига уровня выходного сигнала датчика с 5 В до 3,3 В.

Пример смещения уровня

Например, в нашем руководстве по датчику расстояния мы используем ультразвуковой датчик HC-SR04.

Этот датчик использует входное напряжение 5 В, что означает, что нам нужно понизить выходной сигнал на выводе Echo с 5 В до 3.3 В до того, как он достигнет контактов GPIO.

Мы можем рассчитать резисторы, которые нам нужны, выбрав начальное значение резистора. Резисторы между 1 кОм — 10 кОм лучше всего подходят для понижения напряжения с 5 В до 3,3 В .

В нашем примере мы будем использовать резистор 1 кОм . Чтобы найти второй резистор, который нам нужно использовать, мы воспользуемся еще одной перестроенной версией уравнения делителя напряжения.

Чтобы вычислить значение R2 , нам нужно знать Vin , Vout и значение нашего резистора R1, который мы планируем использовать.

Имея под рукой эти 3 значения, мы можем использовать следующее уравнение.

Заполнив это уравнение нашими известными значениями, мы можем использовать его для расчета номинала резистора, на котором нам нужно понизить напряжение с 5 В до 3,3 В.

С нашими входными и выходными значениями и резистором R1 1 кОм вы должны получить следующее уравнение.

Сначала вы должны вычислить обе половины деления, если вы умножите на Vout ( 3.3 ) на значение R1 ( 1000 ) должно получиться 3300 .

Теперь нам также нужно сделать нижнюю половину, , вычитая , Vout из Vin , в этом примере это 5 — 3,3 , что равно 1,7 .

Наконец, разделите оба значения, чтобы получить значение сопротивления, в нашем примере это 3300 , разделенное на 1,7 .

Помещая это в калькулятор, мы получаем большое длинное число, но мы упростим его до ближайших 2 десятичных знаков.

Используя это значение, мы можем сделать вывод, что резистора 2 кОм должно быть более чем достаточно для понижения напряжения 5 В до 3,3 В .

Чтение резистивных датчиков

Вы можете заметить одну вещь: многие датчики в реальном мире представляют собой простые резистивные устройства, предназначенные для реагирования на определенные элементы.

Например, датчик LDR (светозависимый резистор), подобный тому, который мы используем в нашем учебном пособии по датчику освещенности, работает, создавая сопротивление, пропорциональное количеству подобных, которые его касаются.

Есть также много других датчиков, которые фактически представляют собой просто причудливые резисторы, такие как термисторы, датчики изгиба и чувствительные к силе резисторы.

К сожалению, в отличие от напряжения (в сочетании с аналого-цифровым преобразователем) сопротивление на таких компьютерах, как Raspberry Pi, не так просто измерить.

Однако мы можем упростить задачу, переделав схему в делитель напряжения. Это просто, как добавить резистор, поэтому схема будет больше похожа на схемы, которые мы показали ранее в этом руководстве.

Таким образом, мы можем использовать напряжение, подаваемое нам от делителя напряжения, для расчета текущего уровня освещенности.

Добавив резистор известного вам значения, например резистор 1 кОм, вы затем сможете вычислить сопротивление LDR при различных уровнях освещенности, изменив формулу, использованную ранее.

Все, что нам нужно знать, это номинал резистора Vin , Vout и номинал резистора R1 .

Используя приведенное выше уравнение, вы можете быстро рассчитать сопротивление LDR на самом темном и самом ярком уровнях света.

Это даст нам представление о его самом высоком и самом низком сопротивлении.

Когда у вас есть оба этих значения сопротивления, вы можете рассчитать значение резистора, которое находится между ними, это даст вам наибольшее разрешение для расчета текущего света через аналого-цифровой преобразователь.

Например, сопротивление фотоэлемента может варьироваться от 1 кОм на свету до примерно 10 кОм в темноте.

Итак, используя резистор, значение которого находится где-то посередине, например, 5.Резистор 1кОм , мы можем получить самый широкий диапазон от нашего LDR.

Я надеюсь, что это руководство помогло вам понять, что такое делитель напряжения и как его можно использовать в схемах, а также рассчитать его результирующее напряжение.

Если вы считаете, что мы что-то упустили или что-то не так, обязательно сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже. Мы также открыты для любых других отзывов, которые могут у вас возникнуть.

LM317 конфигурация регулятора напряжения выход выбора резистора

Всем привет! Я надеюсь, что вы все будете в полном порядке и весело проведете время.Сегодня я собираюсь изучить свои знания о введении в LM317. По сути, это стабилизатор положительного напряжения с тремя выводами. Он может обеспечивать ток более 1,5 А и напряжение в диапазоне от 1,25 В до 37 В.

Конфигурация выводов LM317

Конфигурация контактов LM 317 вместе с правильно обозначенной схемой показана на рисунке ниже. Анимированный LM317, его символическое представление и изображение реального LM317 показаны на рисунке выше.

LM317 Схема

LM317 Это регулятор переменного напряжения, то есть поддерживает различные уровни выходного напряжения для постоянного подаваемого входного напряжения. При желании вы можете подключить к его клемме регулировки (Adj) резистор с фиксированным или переменным сопротивлением, чтобы контролировать уровень выходного напряжения в соответствии с требованиями схемы. Другими словами, мы можем сказать, что LM 317 может понижать напряжение с 12 В до нескольких различных более низких уровней.

Используйте калькулятор ниже и выберите значения для R1 и напряжения, которые вы хотите, а затем нажмите рассчитать. Это даст вам значение, которое вы должны использовать для R2. Например, установите R1 на 240 Ом и установите выходное напряжение равным 24 В . Это даст вам значение для R2 4368 Ом .

Как работает калькулятор LM317?

LM317 — это регулируемый регулятор напряжения, который принимает входное напряжение 3-40 В постоянного тока и обеспечивает фиксированное выходное напряжение 1.От 25 В до 37 В постоянного тока. Для регулировки выходного напряжения требуется два внешних резистора. Выходное напряжение Vout зависит от номиналов внешнего резистора R1 и R2 в соответствии со следующим уравнением:

Рекомендуемое значение для R1 — 240 Ом, но может быть и другое значение от 100 Ом до 1000 Ом. Поэтому вам нужно ввести значение R2 в калькулятор напряжения LM317 для расчета выходного напряжения. Например, возьмем значение R2 в 1000 Ом, поэтому согласно приведенным выше формулам расчеты для выходного напряжения будут следующими:

Vout = 1.25x (1 + 1000/240) = 6,458 В

Аналогичным образом, если у вас есть целевое выходное напряжение, вы можете рассчитать значение R2, используя приведенные выше формулы LM317. Например, если целевое выходное напряжение составляет 10 В, значение R2 рассчитывается следующим образом:

10 = 1,25x (1 + R2 / 240) => R2 = 1680 Ом

Вот как мы рассчитываем R2 и выходное напряжение для схемы регулятора напряжения LM317. Этот калькулятор LM317 также можно использовать для некоторых других микросхем, таких как LM338 или LM350.

% PDF-1.4 % 7730 0 объект > эндобдж xref 7730 379 0000000016 00000 н. 0000010349 00000 п. 0000010487 00000 п. 0000010525 00000 п. 0000012167 00000 п. 0000012205 00000 п. 0000012346 00000 п. 0000012487 00000 п. 0000012756 00000 п. 0000013164 00000 п. 0000013489 00000 п. 0000013836 00000 п. 0000014548 00000 п. 0000014918 00000 п. 0000015044 00000 п. 0000015157 00000 п. 0000015272 00000 п. 0000015453 00000 п. 0000015606 00000 п. 0000015829 00000 п. 0000016244 00000 п. 0000016584 00000 п. 0000017266 00000 п. 0000019403 00000 п. 0000019687 00000 п. 0000020002 00000 п. 0000020349 00000 п. 0000020975 00000 п. 0000021065 00000 п. 0000021638 00000 п. 0000022273 00000 п. 0000024550 00000 п. 0000024665 00000 п. 0000026386 00000 п. 0000027850 00000 п. 0000029094 00000 н. 0000029834 00000 п. 0000030140 00000 п. 0000030658 00000 п. 0000031793 00000 п. 0000032170 00000 п. 0000033970 00000 п. 0000036224 00000 п. 0000036520 00000 п. 0000036853 00000 п. 0000036943 00000 п. 0000037205 00000 п. 0000037543 00000 п. 0000037941 00000 п. 0000040214 00000 п. 0000047101 00000 п. 0000052694 00000 п. 0000054292 00000 п. 0000060840 00000 п. 0000061265 00000 п. 0000061288 00000 п. 0000061311 00000 п. 0000061389 00000 п. 0000061467 00000 п. 0000061910 00000 п. 0000062296 00000 п. 0000062617 00000 п. 0000062695 00000 п. 0000062773 00000 п. 0000063060 00000 п. 0000063432 00000 п. 0000063751 00000 п. 0000063829 00000 п. 0000063907 00000 п. 0000064208 00000 п. 0000064584 00000 п. 0000064905 00000 н. 0000064983 00000 п. 0000065061 00000 п. 0000065360 00000 п. 0000065737 00000 п. 0000066058 00000 п. 0000066136 00000 п. 0000066214 00000 п. 0000066651 00000 п. 0000067031 00000 п. 0000067354 00000 п. 0000067432 00000 п. 0000067510 00000 п. 0000067939 00000 п. 0000068320 00000 п. 0000068643 00000 п. 0000068721 00000 п. 0000068799 00000 н. 0000069094 00000 н. 0000069471 00000 п. 0000069792 00000 п. 0000069870 00000 п. 0000069948 00000 н. 0000070112 00000 п. 0000070487 00000 п. 0000070565 00000 п. 0000070741 00000 п. 0000071115 00000 п. 0000071454 00000 п. 0000071532 00000 п. 0000071610 00000 п. 0000071806 00000 п. 0000072187 00000 п. 0000072265 00000 п. 0000072429 00000 п. 0000072800 00000 п. 0000073137 00000 п. 0000073215 00000 п. 0000073293 00000 п. 0000073525 00000 п. 0000073907 00000 п. 0000074227 00000 п. 0000074305 00000 п. 0000074383 00000 п. 0000074826 00000 п. 0000075208 00000 п. 0000075526 00000 п. 0000075604 00000 п. 0000075682 00000 п. 0000075874 00000 п. 0000076251 00000 п. 0000076572 00000 п. 0000076650 00000 п. 0000076728 00000 п. 0000076892 00000 п. 0000077267 00000 п. 0000077587 00000 п. 0000077665 00000 п. 0000077743 00000 п. 0000077939 00000 п. 0000078317 00000 п. 0000078638 00000 п. 0000078716 00000 п. 0000078794 00000 п. 0000078982 00000 п. 0000079360 00000 п. 0000079681 00000 п. 0000079759 00000 п. 0000079837 00000 п. 0000080079 00000 п. 0000080466 00000 п. 0000080788 00000 п. 0000080866 00000 п. 0000080944 00000 п. 0000081136 00000 п. 0000081510 00000 п. 0000081829 00000 п. 0000081907 00000 п. 0000081985 00000 п. 0000082159 00000 п. 0000082534 00000 п. 0000082855 00000 п. 0000082933 00000 п. 0000083011 00000 п. 0000083187 00000 п. 0000083561 00000 п. 0000083881 00000 п. 0000083959 00000 п. 0000084037 00000 п. 0000084287 00000 п. 0000084667 00000 п. 0000084988 00000 п. 0000085066 00000 п. 0000085144 00000 п. 0000085477 00000 п. 0000085859 00000 п. 0000086179 00000 п. 0000086257 00000 п. 0000086335 00000 п. 0000086778 00000 п. 0000087160 00000 п. 0000087483 00000 п. 0000087561 00000 п. 0000087639 00000 п. 0000087847 00000 п. 0000088231 00000 п. 0000088309 00000 п. 0000088473 00000 п. 0000088849 00000 п. 0000089189 00000 п. 0000089267 00000 п. 0000089345 00000 п. 0000089553 00000 п. 0000089943 00000 н. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 00000 00000 п. 0000091324 00000 п. 0000091402 00000 п. 0000091480 00000 п. 0000091662 00000 п. 0000092038 00000 п. 0000092357 00000 п. 0000092435 00000 п. 0000092513 00000 п. 0000092719 00000 п. 0000093103 00000 п. 0000093424 00000 п. 0000093502 00000 п. 0000093580 00000 п. 0000093784 00000 п. 0000094172 00000 п. 0000094250 00000 п. 0000094414 00000 п. 0000094789 00000 п. 0000095127 00000 п. 0000095205 00000 п. 0000095283 00000 п. 0000095447 00000 п. 0000095819 00000 п. 0000095897 00000 п. 0000096073 00000 п. 0000096449 00000 н. 0000096785 00000 п. 0000096863 00000 п. 0000096941 00000 п. 0000097288 00000 п. 0000097669 00000 п. 0000097989 00000 п. 0000098067 00000 п. 0000098145 00000 п. 0000098309 00000 п. 0000098681 00000 п. 0000098759 00000 п. 0000098939 00000 п. 0000099315 00000 п. 0000099651 00000 п. 0000099729 00000 н. 0000099807 00000 п. 0000100065 00000 н. 0000100442 00000 н. 0000100763 00000 н. 0000100841 00000 н. 0000100919 00000 п. 0000101237 00000 н. 0000101616 00000 н. 0000101937 00000 н. 0000102015 00000 н. 0000102093 00000 н. 0000102283 00000 н. 0000102658 00000 п. 0000102976 00000 н. 0000103054 00000 н. 0000103132 00000 н. 0000103437 00000 п. 0000103813 00000 п. 0000104134 00000 п. 0000104212 00000 н. 0000104500 00000 н. 0000104890 00000 н. 0000104968 00000 н. 0000105132 00000 н. 0000105511 00000 н. 0000105589 00000 н. 0000105765 00000 н. 0000106147 00000 п. 0000106225 00000 н. 0000106505 00000 н. 0000106889 00000 н. 0000106967 00000 н. 0000107185 00000 н. 0000107575 00000 п. 0000107653 00000 н. 0000107817 00000 н. 0000108194 00000 н. 0000108272 00000 н. 0000108448 00000 н. 0000108829 00000 н. 0000108907 00000 н. 0000109187 00000 п. 0000109569 00000 н. 0000109647 00000 н. 0000109725 00000 н. 0000110010 00000 н. 0000110385 00000 н. 0000110705 00000 н. 0000110783 00000 н. 0000111077 00000 н. 0000111472 00000 н. 0000111550 00000 н. 0000111724 00000 н. 0000112105 00000 н. 0000112183 00000 н. 0000112357 00000 н. 0000112737 00000 н. 0000112815 00000 н. 0000112989 00000 н. 0000113368 00000 н. 0000113446 00000 н. 0000113620 00000 н. 0000114001 00000 п. 0000114079 00000 п. 0000114243 00000 н. 0000114620 00000 н. 0000114698 00000 н. 0000114866 00000 н. 0000115240 00000 п. 0000115318 00000 н. 0000115482 00000 н. 0000115860 00000 н. 0000115938 00000 н. 0000116106 00000 н. 0000116484 00000 н. 0000116562 00000 н. 0000116732 00000 н. 0000117109 00000 н. 0000117187 00000 н. 0000117265 00000 н. 0000117704 00000 н. 0000118082 00000 н. 0000118401 00000 п. 0000118479 00000 н. 0000118651 00000 н. 0000119030 00000 н. 0000119108 00000 н. 0000119282 00000 н. 0000119660 00000 н. 0000119738 00000 н. 0000119914 00000 н. 0000120292 00000 н. 0000120370 00000 н. 0000120548 00000 н. 0000120924 00000 н. 0000121002 00000 н. 0000121182 00000 н. 0000121560 00000 н. 0000121638 00000 н. 0000121820 00000 н. 0000122199 00000 н. 0000122277 00000 н. 0000122461 00000 н. 0000122839 00000 н. 0000122917 00000 н. 0000123085 00000 н. 0000123464 00000 н. 0000123542 00000 н. 0000123706 00000 н. 0000124082 00000 н. 0000124160 00000 н. 0000124328 00000 н. 0000124703 00000 н. 0000124781 00000 н. 0000124859 00000 н. 0000125154 00000 н. 0000125528 00000 н. 0000125849 00000 н. 0000125927 00000 н. 0000126095 00000 н. 0000126474 00000 н. 0000126552 00000 н. 0000126835 00000 н. 0000127216 00000 н. 0000127294 00000 н. 0000127581 00000 н. 0000127960 00000 н. 0000128038 00000 н. 0000128334 00000 н. 0000128734 00000 н. 0000128812 00000 н. 0000129151 00000 н. 0000129548 00000 н. 0000129626 00000 н. 0000129940 00000 н. 0000130331 00000 п. 0000130409 00000 н. 0000130487 00000 н. 0000130778 00000 н. 0000131154 00000 н. 0000131475 00000 н. 0000131553 00000 н. 0000131631 00000 н. 0000132074 00000 н. 0000132461 00000 н. 0000132781 00000 н. 0000132857 00000 н. 0000007876 00000 н. трейлер ] / Назад 2127239 >> startxref 0 %% EOF 8108 0 объект > поток h ޴ VP? / 1 d5j (Z%: Ucerjms_.

3,0 A, понижающий импульсный стабилизатор

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > транслировать application / pdf

ON Semiconductor

LM2596 — 3,0 А, понижающий импульсный регулятор

2008-11-03T10: 30: 52-07: 00BroadVision, Inc.2020-08-19T08: 19: 12 + 02: 002020-08-19T08: 19: 12 + 02: 00 Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) uuid: 68b5acf5-f2a3-4280-99ec-532fbdbceb14uid: b18016fd-a007-40b0-bb40-f1db09544243 конечный поток эндобдж 4 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > транслировать HWn8 ^ 6 # RJ ^ gɬ3ƍddf: yO * texԩ «1Zq8 | x

Методы цифрового ввода / вывода

Цель
Обеспечить обзор следующих методов цифрового ввода-вывода, используемых в отрасли сбора данных (DAQ):

• Подтягивающие и понижающие резисторы
• TTL на твердотельные реле
• Делители напряжения
• Фильтр нижних частот

Целевая аудитория
Этот документ предназначен для пользователей, которые настраивают и управляют цифровыми каналами ввода / вывода системы сбора данных.

Теория
Подтягивающий и понижающий резистор с
Когда устройство включается или сбрасывается, контакты цифрового ввода-вывода обычно по своей конструкции настроены на вход с высоким импедансом. На входах может быть достаточно управляющего тока для включения любых подключенных выходных устройств, таких как твердотельные реле (SSR).

Чтобы предотвратить нежелательное переключение и перевести цифровые выходы в известное безопасное состояние после включения или сброса, подтяните все цифровые выводы к высокому или низкому уровню с помощью подтягивающего или понижающего резистора.

Подтягивающий резистор В подтягивающей конфигурации линии ввода / вывода подключаются к логическому питанию через резисторы. Когда цифровое устройство ввода-вывода сбрасывается, оно переходит в режим входа с высоким импедансом, и линии ввода-вывода подтягиваются к высокому уровню. Цифровое устройство ввода-вывода и подключенные устройства воспринимают высокий сигнал. Плата, находящаяся в режиме вывода, имеет достаточно мощности, чтобы игнорировать высокий сигнал подтягивающего резистора и подавать на линии низкий уровень до 0 вольт.		Понижающий резистор В понижающей конфигурации линии ввода / вывода подключаются к логической земле через резисторы. Когда цифровое устройство ввода-вывода сбрасывается, оно переходит в режим входа с высоким импедансом, и линии ввода-вывода подтягиваются к низкому уровню . Цифровое устройство ввода-вывода и подключенные устройства воспринимают низкий сигнал. Плата, находящаяся в режиме вывода, имеет достаточно мощности, чтобы отменить низкий сигнал понижающего резистора и подать на линии высокое напряжение до 5 вольт.

Цифровые устройства ввода-вывода на базе USB от Measurement Computing имеют встроенные тяговые резисторы.

ТТЛ на твердотельные реле
Для многих приложений требуются цифровые выходы для включения и выключения высоких напряжений переменного и постоянного тока, а также для контроля наличия или отсутствия высоких напряжений переменного и постоянного тока. Однако высокое напряжение нельзя контролировать или считывать напрямую по цифровым линиям TTL устройства.Используйте SSR для управления и контроля переменного и высокого постоянного напряжения, а также для обеспечения изоляции> 1000 В. SSR — рекомендуемый метод для взаимодействия с сигналами переменного и постоянного тока.

Самый удобный способ использования SSR — это установить их на интерфейсной стойке — печатной плате с гнездами для SSR и буферных усилителей, достаточно мощных для переключения SSR. Стойки SSR доступны от Measurement Computing и большинства производителей SSR. Для получения дополнительной информации о SSR и стойках, доступных в Measurement Computing, посетите нашу страницу преобразования сигнала.

Делители напряжения
Для обнаружения сигнала с общей землей, но который изменяется в диапазоне, превышающем максимальные характеристики цифрового входа, рассмотрите возможность использования делителя напряжения или другого внешнего устройства для уменьшения напряжения входного сигнала. до безопасного уровня. Обратите внимание, что этот метод не обеспечивает изоляцию.

Закон Ома гласит, что Напряжение = Ток × Сопротивление

В делителе напряжения напряжение на любом из резисторов в цепи пропорционально его сопротивлению по отношению к общему сопротивлению цепи.

Цель использования делителя напряжения состоит в том, чтобы выбрать два резистора с правильными пропорциями, чтобы достичь желаемого процента снижения входного напряжения.

Рисунок 3. Схема делителя напряжения

Пропорциональное падение напряжения называется ослаблением. Переменное затухание — это пропорциональная разница между желаемым выходным напряжением (максимальным входным напряжением устройства) и полным входным напряжением от полевого устройства.Формула для расчета затухания:

Затухание = R1 + R2

Например, если напряжение возбуждения варьируется от 0 до 10 вольт, и вы хотите определить, что при максимальном входном напряжении устройства 5 вольт, затухание должно быть 2: 1 или просто 2.

2 = 10 тыс. + 10 тыс.

Для заданного затухания (A) выберите удобный резистор и назовите его R2, затем используйте эту формулу для вычисления R1:

R1 = (А — 1) x R2

Для цифровых входов часто требуются делители напряжения.Например, для обнаружения полевого сигнала, имеющего 0 вольт в выключенном состоянии и 24 вольт во включенном состоянии, вы не можете подключить сигнал напрямую к цифровым входам большинства плат (исключение составляет серия Measurement Computing PDISO). Во включенном состоянии напряжение должно быть снижено максимум до 5 вольт. Требуемое затухание составляет 24: 5 или 4,8. Используйте приведенное выше уравнение, чтобы найти подходящее значение для R1, если R2 составляет 1 кОм. Помните, что вход TTL включен, когда входное напряжение превышает 2,5 В.

Расчет рассеиваемой мощности в цепи делителя
Резисторы R1 и R2 будут рассеивать всю мощность в цепи делителя в соответствии с уравнением:

Ток = Напряжение ÷ Сопротивление

Чем выше значение сопротивления (R1 + R2), тем меньше мощности рассеивается схемой делителя.Как простое правило:

• Для ослабления 5: 1 или менее сопротивление резистора не должно быть меньше 10 кОм.
• Для затухания более 5: 1 сопротивление резистора не должно быть меньше 1 кОм.

Фильтр нижних частот для подавления дребезга входов
Входной сигнал может испытывать шум, связанный с внешним компонентом в цепи, генерирующей сигнал, подлежащий мониторингу. Внешний компонент часто представляет собой механический переключатель.

Чтобы уменьшить этот шум, используйте фильтр нижних частот на сигнальных проводах между источником сигнала и цифровым устройством.Фильтр нижних частот предотвращает попадание частот, превышающих частоту среза, на цифровые входы цифрового устройства.

Частота отсечки — это частота, выше которой никакое изменение напряжения во времени не может попасть в цепь. Например, если фильтр нижних частот имеет частоту среза 30 Гц, помехи, связанные с линейным напряжением (60 Гц), будут в основном отфильтрованы. Однако сигнал с частотой 25 Гц будет проходить с меньшим затуханием.

В цифровой схеме фильтр нижних частот может использоваться для устранения дребезга или фильтрации входного сигнала от переключателя или внешнего реле.Однако, если контакты переключателя / реле натренированы ртутью, они имеют тенденцию кратковременно подпрыгивать при замыкании, генерируя пульсирующий шумовой сигнал.

На рисунке ниже показан простой фильтр нижних частот, состоящий из одного резистора (R) и одного конденсатора (C).

Рисунок 4. Схема фильтра нижних частот

Частота среза определяется по формуле:

Fc = 1 / (2πRC)

Где π = 3. No related posts. Разное Похожие записи Как правильно промывать нос при насморке: эффективные методы и растворы 18.11.2024 Питание кормящей мамы: что можно есть при грудном вскармливании 17.11.2024 Лучшая зимняя обувь для детей 2 лет: выбираем комфортные и надежные модели 16.11.2024 Детская комната для новорожденного: оформление, дизайн и планировка 15.11.2024 Увлажнитель воздуха: польза и вред для здоровья, отзывы специалистов и пользователей 14.11.2024 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт +7 495 120-13-73, 8 800 500-97-74; [email protected] [email protected] Карта сайта