در این مقاله با تقسیم کننده ولتاژ سری آشنا می شویم. تقسیم کننده ولتاژ به عنوان یک مدار الکتریکی خطی شناخته می شود که ولتاژ خروجی را بر حسب ولتاژ ورودی فراهم می کند. این اتصال مقاومت ها به صورت سری است.
یک تقسیم کننده ولتاژ همیشه یک مدار سری است. ساده ترین تقسیم کننده ولتاژ از دو مقاومت به صورت سری تشکیل شده است. تقسیم ولتاژ در ایجاد یک ولتاژ متغیر ضروری است که به اندازه گیری ولتاژ کمک می کند و مدارهای پیچیده ایجاد می کند. ولتاژ خروجی به دست آمده از تقسیم ولتاژ کسری از ولتاژ ورودی است.
مدار تقسیم کننده ولتاژ چیست؟
تقسیم کننده ولتاژ یک مدار خطی ساده با عناصر غیرفعال است. این بر اساس اصل افت ولتاژ در مقاومت در اتصال سری کار می کند. در حالی که ولتاژ در مورد تقسیم کننده ولتاژ متفاوت است، جریان ثابت باقی می ماند.
پتانسیومتر یکی از رایج ترین وسایلی است که از تقسیم کننده ولتاژ استفاده می کند. ما می توانیم ولتاژی را در پایانه های پتانسیومتر اعمال کنیم و ولتاژ خروجی را تولید کنیم. این ولتاژ متناسب با موقعیت کنتاکت کشویی است. با جابجایی این کنتاکت می توانیم ولتاژ را تغییر دهیم.
تقسیم کننده ولتاژ در قانون سری؟
قانون تقسیم ولتاژ در سری به ما ایده ای در مورد ولتاژ خروجی در مدار به دست آمده از نظر ولتاژ ورودی و مقاومت موجود در مدار می دهد. تقسیم کننده ولتاژ در قاعده سری از قانون اهم پیروی می کند.
افت ولتاژ نتیجه عبور جریان از یک مقاومت است. این افت ولتاژ نسبت مستقیمی با بزرگی مقاومت دارد. طبق قانون، ولتاژ دو طرف هر مقاومت تقسیم کننده ولتاژ حاصل ضرب ولتاژ خالص و کسری است. این کسر نسبت آن مقاومت و مقاومت معادل آن است.
چرا از تقسیم کننده ولتاژ به صورت سری استفاده می کنیم؟
فقط یک مدار سری قادر به تقسیم ولتاژ است، زیرا ولتاژ در مقاومت های جداگانه در هنگام عبور جریان کاهش می یابد. در مدار موازی، ولتاژ ثابت می ماند و جریان مقداری است که تقسیم می شود.
همانطور که از نام آن پیداست، یک تقسیم کننده ولتاژ به صورت سری، کل ولتاژ را به دو قسمت مساوی یا غیر مساوی تقسیم می کند. اگر قرار بود مدار موازی را در نظر بگیریم، ولتاژ برای هر شاخه یکسان بود. در سری، هیچ شاخه ای وجود ندارد. جریان از یک مقاومت به مقاومت دیگر می گذرد و مقداری را کاهش می دهد.
تقسیم کننده ولتاژ در سری - سوالات متداول
فرمول تقسیم کننده ولتاژ برای مقاومت های سری
قانون تقسیم کننده ولتاژ می گوید که ولتاژ بین دو جزء مقاومتی که به صورت سری به هم وصل شده اند تقسیم می شود و این ولتاژهای تقسیم شده تابعی از ولتاژ ورودی و مقاومت های سری هستند.
در اینجا، از قانون اهم، دریافت می کنیم،
ولتاژ از طریق R1، پنجم1= iR1
ولتاژ از طریق R2,V2= iR2
با اعمال قانون کیرشوف، می توانیم بنویسیم،
-Vin +V1 +V2= 0
Vin = V1 +V2= iR1 + iR2 = من (R1+ R2)
بنابراین، i = Vin /R1+ R2
دوباره با استفاده از KVL، می توانیم بنویسیم،
Vخارج - iR2 = 0
یا، Vخارج= iR2=Vin /R1+ R2 *R2
این ولتاژ خروجی تقسیم شده مورد نیاز است.
قانون تقسیم ولتاژ برای خازن های سری
تقسیم کننده ولتاژ در قاعده سری دقیقاً مشابه مقاومت ها است. در اینجا، راکتانس خازنی مشابه مقاومت است. توانایی خازن ها در مخالفت با جریان جریان به عنوان راکتانس خازنی شناخته می شود.
راکتانس خازنی، XC =1/2π fC که در آن f فرکانس و C ظرفیت خازن است.
بنابراین، اگر راکتانس خازنی خالص X باشدC ' در سری سپس XC' = 1/ 2π fCeq
ظرفیت معادل در سری Ceq = C1C2 /C1+C2
XC '=1/2πf * C1C2 /C1+C2
بنابراین، فعلی i = Vin /XC '
اکنون، Vخارج= iXC2= Vin/XC '* 1/2π fC2
چگونه ولتاژ را در تقسیم کننده ولتاژ محاسبه کنیم؟
تقسیم کننده های ولتاژ اجزای بسیار ضروری در تقویت کننده ها و مدارهای کنترلی هستند. ما می‌توانیم ولتاژهای مدار تقسیم‌کننده ولتاژ را با استفاده از فرمول‌های ساده‌ای که توسط قانون اهم و قانون کیرشهوف به دست آمده‌اند، محاسبه کنیم.
برای محاسبه ولتاژ هر مقاومتی، باید جریان را با نسبت آن مقدار مقاومت و مقاومت سری معادل تقسیم کننده ولتاژ ضرب کنیم. اگر عناصر دیگری مانند خازن وجود داشته باشد، رویه یکسان خواهد بود. فقط مقاومت در آن صورت راکتانس خواهد بود.
برای ادامه مطلب کلیک کنید ولتاژ در مقابل افت ولتاژ: تجزیه و تحلیل مقایسه ای.
