Divisores de tensão e corrente
Divisor de tensão
Na engenharia elétrica, os divisores de tensão são muito usados, cuja operação pode ser verificada aplicando a regra de distribuição de tensão. A figura mostra os circuitos divisores de tensão usados para reduzir uma determinada tensão de alimentação (por exemplo, 4, 6, 12 ou 220 V) para qualquer tensão inferior.
Arroz. 1. Circuitos divisores de tensão
Em dispositivos elétricos elétricos, bem como durante as medições, às vezes é necessário obter várias tensões de um determinado valor de uma fonte. Os divisores de tensão são frequentemente (e especialmente na tecnologia de baixa corrente) chamados de potenciômetros.
A tensão parcial variável é obtida movendo o contato deslizante de um reostato ou outro tipo de resistor. A tensão parcial de valor constante pode ser obtida pressionando o resistor ou pode ser ouvida na junção de dois resistores separados.
Com a ajuda do contato deslizante, a tensão parcial necessária para o receptor com uma resistência (resistência de carga) pode ser alterada suavemente, enquanto o contato deslizante fornece conexão paralela das resistências das quais a tensão parcial é removida.
Os resistores são usados como parte do divisor de tensão para obter um valor de tensão fixo. Neste caso, a tensão de saída Uout é conectada à entrada Uin (excluindo a possível resistência de carga) através da seguinte conexão:
Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)
Arroz. 2. Divisor de tensão
Um exemplo. Usando um divisor de resistor, você precisa obter uma tensão de 1 V em uma carga de 100 kOhm de uma fonte CC de 5 V. A taxa de divisão de tensão necessária é 1/5 = 0,2. Usamos um separador cujo diagrama é mostrado na fig. 2.
A resistência dos resistores R1 e R2 deve ser significativamente menor que 100 kΩ. Nesse caso, ao calcular o divisor, a resistência de carga pode ser desprezada.
Portanto, R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2
R2 = 0,2R1 + 0,2R2.
R1 = 4R2
Portanto, você pode escolher R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. A resistência R1 é obtida pela conexão em série de resistores padrão de 1,8 e 2,2 kOhm, feitos com base em um filme de metal com precisão de ± 1% (potência de 0,25 W).
Deve-se lembrar que o próprio divisor consome corrente da fonte primária (neste caso 1 mA) e essa corrente aumentará à medida que a resistência dos resistores do divisor diminuir.
Resistores de alta precisão devem ser usados para obter o valor de tensão especificado.
A desvantagem de um divisor de tensão de resistor simples é que, com uma alteração na resistência da carga, a tensão de saída (Uout) do divisor muda. Para reduzir a influência da carga em U, deve-se escolher a velocidade R2 pelo menos 10 vezes menor que a resistência de carga mínima.
É importante lembrar que conforme a resistência dos resistores R1 e R2 diminui, a corrente consumida pela fonte de tensão de entrada aumenta. Normalmente, esta corrente não deve exceder 1-10 mA.
divisor de corrente
Os resistores também são usados para direcionar uma determinada porção da corrente total para o braço correspondente do divisor. Por exemplo, no diagrama da fig. 3 A corrente Az faz parte da corrente total Azv determinada pelas resistências dos resistores R1 e R2, ou seja, podemos escrever que Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)
Um exemplo. O ponteiro do medidor se desvia para o fundo de escala se a corrente CC na bobina móvel for 1 mA. A resistência ativa do enrolamento da bobina é de 100 ohms. Calcule a resistência derivação de medição de modo que o ponteiro do dispositivo se desvie ao máximo em uma corrente de entrada de 10 mA (consulte a Fig. 4).
Arroz. 3. Divisor de corrente
Arroz. 4.
A taxa de divisão atual é dada pela taxa:
Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohms
Portanto,
0,1R1 + 0,1R2 = R1
0,1R1 + 10 = R1
R1 = 10/0,9 = 11,1 ohms
A resistência necessária do resistor R1 pode ser obtida conectando em série dois resistores de filme espesso padrão de 9,1 e 2 ohms com uma precisão de ± 2% (0,25 W). Observe novamente que na Fig. 3 resistência R2 é resistência interna do dispositivo de medição.
Resistores de alta precisão (± 1%) devem ser usados para garantir uma boa precisão na divisão das correntes.