מחיצת מתח לנגדים, קבלים ומשרנים

על מנת להשיג ערך מתח קבוע השווה לשבריר מהערך ההתחלתי, משתמשים במפרידי מתח במעגלים חשמליים. מפרידי מתח יכולים להיות מורכבים משני אלמנטים או יותר, שיכולים להיות נגדים או ריאקציות (קבלים או משרנים).

מחיצת מתח - שילוב של התנגדות, המשמש לחלוקת מתח הכניסה לחלקים.

בצורתו הפשוטה ביותר, מחיצת המתח מיוצגת על ידי זוג חלקים של מעגל חשמלי המחוברים זה בזה בסדרות, הנקראים כתפי המחלק. הזרוע העליונה היא הקטע שנמצא בין נקודת המתח החיובי לנקודת החיבור שנבחרה של הקטעים, והזרוע התחתונה היא הקטע שבין נקודת החיבור (נקודה שנבחרה, נקודת אפס) לחוט המשותף.

מפרידי מתח נגד

כמובן שניתן להשתמש במפרידי מתח הן במעגלי זרם ישר והן במעגלי זרם חילופיים. מפרידי נגד מתאימים לשני המעגלים, אך הם משמשים רק במעגלי מתח נמוך. להפעלת המכשירים, אין להשתמש במחיצי מתח בנגדים.

בצורתו הפשוטה ביותר, מחלק מתח מתנגד מורכב בלבד זוגות נגדיםמחובר בסדרות. המתח המחולק מסופק למחלק, כתוצאה מכך, חלק מסוים של מתח זה, ביחס לערך הנגד, יורד על כל נגד. סכום ירידות המתח כאן שווה למתח המסופק למחלק.

על פי החוק של אוהם לקטע במעגל חשמל, על כל נגן, ירידת המתח תהיה ביחס ישר לזרם וערך ההתנגדות של הנגד. ועל פי הכלל הראשון של קירכהוף, הזרם דרך מעגל זה יהיה זהה בכל מקום. אז, לכל נגר יהיו ירידות מתח:

והמתח בקצות המעגל יהיה שווה ל:

והזרם במעגל המחיצה יהיה:

כעת, אם נחליף את הביטוי לזרם בנוסחאות לירידות המתח על הנגדים, נקבל את הנוסחאות למציאת ערכי המתח על כל אחד מהנגדים של המחלק:

בבחירת ערכי ההתנגדות R1 ו- R2 תוכלו לבחור כל חלק ממתח הכניסה כולו. במקרה בו יש לחלק את המתח למספר חלקים, מספר התנגדות מחוברים בסדרה עם מקור המתח.

כשמשתמשים במחיצת מתח על נגדים למטרות שונות, חשוב להבין כי העומס המחובר לאחת מזרועות המחלק, בין אם מדובר במכשיר מדידה ובין אם מדובר במשהו אחר, חייב להיות בעל התנגדות משלו הרבה יותר מההתנגדות הכוללת של הנגדים היוצרים את המחלק. אחרת, יש לקחת בחשבון את התנגדות העומס עצמה בחישובים, כאשר היא נחשבת כמקבילה לנגד הכתף, המהווה חלק מהמחלק.

דוגמא: יש מקור מתח DC של 5 וולט, יש צורך לבחור נגדים עבורו עבור מחיצת מתח כדי להסיר אות מדידה של 2 וולט מהמחלק. אסור להספק המפוזר על המחיצה לא לעלות על 0.02 וואט.

הפיתרון: תן לעוצמה המרבית המפוזרת על ידי המחלק להיות 0,02 וואט, ואז נמצא את ההתנגדות המינימלית של המחלק ב 5 וולט מחוק אוהם, יתברר שהיא 1250 אוהם. תן 1.47 kOhm להיות ההתנגדות המוחלטת של המחלק שנבחר על ידינו, ואז 2 וולט ייפלו על 588 אוהם. אנו בוחרים בנגד קבוע בגובה 470 אוהם ומשתנה בקצב של 1 kOhm. הגדר את הנגד המשתנה ל 588 אוהם.

נגדי מחלק מתח מתח נפוצים כיום במעגלים אלקטרוניים.בסכימות אלה, ערכי הנגדים עבור המפרידים נבחרים על סמך הפרמטרים של האלמנטים הפעילים של המעגלים. ככלל, מפרידים נמצאים במעגלי המדידה של המעגלים, במעגלי המשוב של ממירי מתח וכו '. המינוס של פתרונות כאלה הוא שהנגדים מפזרים את עצמם בעצמם בצורה של חום, אולם התועלת מצדיקה את הפסדי האנרגיה הקטנים האלה.

מפרידי מתח קבלים

במעגלי זרם חילופין, במעגלי מתח גבוה, משתמשים במפרידי מתח על קבלים. הוא משתמש באופי התגובה של התנגדות הקבלים במעגלי זרם חילופין. גודל התגובה של קבל במעגל זרם חילופין תלוי בקיבול הקבל ובתדר המתח. להלן הנוסחה למציאת התנגדות זו:

הנוסחה מצביעה על כך שככל שהקיבול החשמלי של הקבל גבוה יותר, כך ההתנגדות התגובתית (הקיבולית) שלו נמוכה יותר, וככל שהתדר גבוה יותר, כך הריאנסציה נמוכה יותר. מפרידים כאלה משמשים במדידת מעגלים של מעגלי זרם חילופין, ירידות מתח על הכתפיים נחשבות לדומות למקרה בהתנגדות פעילה קבועה (נגדים, ראו לעיל).

היתרון של קבלים המשמשים בחוצצים הוא שפיזור האנרגיה בצורה של חום הוא מינימלי, ותלוי רק באיכות הדיאלקטרי.

מפריד מתח משרן

מחלק מתח אינדוקטיבי הוא סוג אחר של מחלק המשמש למדידת אלקטרוניקה של זרם חילופי, במיוחד במעגלי מתח נמוך הפועלים בתדרים גבוהים. ההתנגדות של הסלילים לזרם מתחלף בתדר גבוה היא בעיקר תגובית (אינדוקטיבית) באופייה, היא מצויה על ידי הנוסחה:

הנוסחה מצביעה על כך שככל שהשראות גבוהה יותר וככל שהתדר גבוה יותר, כך ההתנגדות לסליל לזרם חילופין גבוהה יותר. חשוב להבין שלתיל הסליל יש התנגדות אקטיבית, לפיכך, הכוח שמתפוגג בצורת חום, האופייני למחלק על משרנים, גבוה בהרבה מכוח המחלקים על קבלים.

במוצרי אלקטרוניקה חובבים משתמשים לרוב במחיצות מתח. בעת חיבור חיישנים אנלוגיים למודולי Arduino.