Obliczanie wartości rezystorów w dzielniku napięcia z rezystorem obciążającym jest podstawową umiejętnością w elektronice. Niezależnie od tego, czy projektujesz prosty obwód na potrzeby projektu szkolnego, czy pracujesz nad złożonym zastosowaniem przemysłowym, kluczowa jest umiejętność prawidłowego obliczenia wartości rezystorów. Jako dostawca rezystorów obciążeniowych widziałem na własne oczy, jak ważne jest prawidłowe wykonanie tych obliczeń. W tym poście na blogu przeprowadzę Cię przez proces obliczania wartości rezystorów w dzielniku napięcia z rezystorem obciążającym, a także przedstawię niektóre z oferowanych przez nas wysokiej jakości rezystorów obciążających.
Zrozumienie obwodu dzielnika napięcia
Podstawowy dzielnik napięcia składa się z dwóch rezystorów (R_1) i (R_2), połączonych szeregowo ze źródłem napięcia (V_{in}). Napięcie wyjściowe (V_{out}) jest pobierane przez jeden z rezystorów. Wzór na obliczenie napięcia wyjściowego prostego dzielnika napięcia bez obciążenia podaje wzór:
[V_{out}=V_{in}\times\frac{R_2}{R_1 + R_2}]
W tym wzorze założono, że do wyjścia nie jest podłączone żadne obciążenie. Jednakże, gdy rezystor obciążenia (R_L) jest podłączony w poprzek (V_{out}), sytuacja staje się bardziej złożona. Rezystor obciążenia skutecznie zmienia zastępczą rezystancję obwodu, a tym samym wpływa na napięcie wyjściowe.
Analiza obwodu z rezystorem obciążenia
Kiedy rezystor obciążenia (R_L) jest podłączony poprzez (R_2), (R_2) i (R_L) są równoległe. Zastępczy opór (R_{eq}) (R_2) i (R_L) równolegle oblicza się ze wzoru:
[R_{eq}=\frac{R_2\times R_L}{R_2 + R_L}]
Nowy obwód dzielnika napięcia składa się teraz z (R_1) i (R_{eq}) połączonych szeregowo. Napięcie wyjściowe (V_{out}) można następnie obliczyć korzystając ze standardowego wzoru na napięcie - dzielnik:
[V_{out}=V_{in}\times\frac{R_{eq}}{R_1+R_{równ.}}]
Proces obliczeń krok po kroku
Załóżmy, że znamy napięcie wejściowe (V_{in}), pożądane napięcie wyjściowe (V_{out}) i rezystor obciążający (R_L). Chcemy znaleźć wartości (R_1) i (R_2).
- Po pierwsze, ze wzoru (V_{out}=V_{in}\times\frac{R_{eq}}{R_1 + R_{eq}}) możemy go przeorganizować, aby rozwiązać równanie (R_{eq}):
[V_{wyjście}(R_1 + R_{równ.})=V_{w}R_{równ.}]
[V_{na zewnątrz}R_1+V_{na zewnątrz}R_{eq}=V_{w}R_{równ.}]
[V_{wyjście}R_1=(V_{w}-V_{wyjście})R_{równ.}]
[R_{eq}=\frac{V_{wyjście}}{V_{wejścia}-V_{wyjście}}R_1]
- Ponieważ (R_{eq}=\frac{R_2\times R_L}{R_2 + R_L}), możemy podstawić (R_{eq}) do tego równania.
Załóżmy, że najpierw wybieramy wartość (R_1). Powszechnym podejściem jest wybór wartości (R_1) w oparciu o wymagania dotyczące zasilania i dostępne wartości rezystorów.
Kiedy już mamy (R_1), możemy znaleźć (R_{eq}) korzystając ze wzoru (R_{eq}=\frac{V_{out}}{V_{in}-V_{out}}R_1).
Następnie z (R_{eq}=\frac{R_2\times R_L}{R_2 + R_L}) możemy rozwiązać dla (R_2):
[R_{równ.}(R_2 + R_L)=R_2\razy R_L]
[R_{eq}R_2+R_{eq}R_L=R_2\razy R_L]
[R_{równ.}R_L=R_2(R_L - R_{równ.})]
[R_2=\frac{R_{eq}R_L}{R_L - R_{równ.}}]
Rozważania praktyczne
- Moc znamionowa: Przy wyborze rezystorów ważne jest, aby wziąć pod uwagę ich moc znamionową. Moc wydzielaną na rezystorze (P) można obliczyć ze wzoru (P = I^{2}R) lub (P=\frac{V^{2}}{R}), gdzie (I) to prąd płynący przez rezystor, a (V) to napięcie na nim. Upewnij się, że moc znamionowa rezystorów jest wystarczająco wysoka, aby wytrzymać moc rozproszoną w obwodzie.
- Tolerancja: Rezystory mają wartość tolerancji, która wskazuje możliwe odchylenie od ich wartości nominalnej. Na przykład rezystor z tolerancją 5% może mieć rzeczywistą wartość o 5% wyższą lub niższą od wartości podanej. W zastosowaniach krytycznych może być konieczne użycie rezystorów o niższej tolerancji.
Nasze produkty z rezystorami obciążeniowymi
Jako dostawca rezystorów obciążeniowych oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości rezystorów obciążeniowych, które zaspokoją Twoje potrzeby. NaszRezystor obciążenia ze stali nierdzewnejwykonany jest z wysokiej jakości stali nierdzewnej, która zapewnia doskonałą odporność na korozję i stabilność w wysokich temperaturach. Nadaje się do różnych zastosowań przemysłowych, w których problemem są trudne warunki.
NaszSkrzynka rezystora obciążeniato wygodne rozwiązanie do zastosowań wymagających wielu rezystorów. Jest dostarczany wstępnie zmontowany z zestawem rezystorów, co pozwala zaoszczędzić czas i wysiłek przy projektowaniu i montażu obwodów.
Do zastosowań wysokonapięciowych oferujemy naszeSzafka z rezystorem obciążenia wysokiego napięciajest idealnym wyborem. Został zaprojektowany do bezpiecznej i wydajnej obsługi wysokich napięć, dzięki takim funkcjom, jak odpowiednia izolacja i odprowadzanie ciepła.
Wniosek
Obliczanie wartości rezystorów w dzielniku napięcia z rezystorem obciążającym wymaga dobrego zrozumienia podstawowej teorii obwodów i pewnych manipulacji algebraicznych. Wykonując kroki opisane w tym poście na blogu, możesz dokładnie obliczyć wartości rezystorów dla konkretnego zastosowania. A jeśli szukasz na rynku wysokiej jakości rezystorów obciążeniowych, nie szukaj dalej. Jesteśmy po to, aby dostarczać Ci najlepsze produkty i rozwiązania. Jeśli masz jakieś pytania lub potrzebujesz pomocy w doborze rezystora, skontaktuj się z nami w celu omówienia zamówienia.
Referencje
- Boylestad, RL i Nashelsky, L. (2017). Urządzenia elektroniczne i teoria obwodów. Pearsona.
- Sedra, AS i Smith, KC (2015). Obwody mikroelektroniczne. Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego.