Схемотехника делителя тока

Электронные схемы иногда требуют разделения подаваемого тока, для обеспечения работы отдельной части цепи.

Для этого используются специальные электронные устройства. В статье будет рассмотрен делитель тока, как элемент электронной схемы различных устройств. Также будет приведена формула расчета для данных устройств, их схема и пример измерения.

Определение

Делитель тока представляет собой электрическую цепь, которая состоит из нескольких сопротивлений. Главное назначение данных сопротивлений заключается в разделении входящего тока на несколько частей и передачи полученных частей далее по данной схеме. При этом величина на выходе устройства напрямую зависит от величины сопротивления его компонентов. Наиболее известным устройством данного типа является резистивный делитель, состоящий из нескольких резисторов.

Начинающие радиолюбители часто путают делитель тока и напряжения. Основным отличием двух устройств является схема соединения сопротивлений. Для разделения токов используется параллельное соединение, а для разделения напряжений последовательное.

Принцип работы

Принцип работы делителя тока можно очень просто описать на примере реки, по которой протекает довольно большой поток воды. Данный поток движется с большой скоростью и смывает все на своем пути – деревья, камни и землю. А если рядом находятся дома, то это уже довольно опасно. Потому что через 1–2 года он может добраться до жилых построек и разрушить их. Чтобы этого не произошло, надо ослабить поток. Для этого надо прокопать рядом второй канал и пустить по нему большую часть реки. Тогда в каждом отдельном русле скорость воды будет меньше.

То же самое применяется в электронике и электротехнике. Только вместо реки здесь провод, а силе потока соответствует сила тока. Исходя из этого можно описать принцип работы данного устройства:

1. Электроток втекает на вход делителя.
2. Далее он разделяется (на 2 и более частей).
3. Каждая часть направляется по собственному проводнику в определенную часть схемы.

Работа устройства напрямую связана с первым законом Кирхгофа, который гласит — алгебраическая сумма токов всех ветвей, сходящихся в каждом узле любой электроцепи, ровняется 0.

Формула

Простой компонент, собранный на резисторах, может стать удобным примером для расчета величины выходящего тока. Далее будет представлена формула для делителя входящих токов:

Для расчета так же необходимо знать величину тока, протекающего по данной цепи.

Ток для делителя определяется во всем известному закону Ома:

I1=U/R1 и I2=U/R2.

Так же потребуется определить общий ампераж в электроцепи. Делается это с помощью следующей формулы:

I=I1+I2

Итак, для расчета выходного значения силы тока необходимо знать — сопротивление (общее и для отдельных участков), а так же общий ток в цепи.

Пример расчета и измерения

Расчет можно составить, опираясь на простую схему, состоящую из двух резисторов.

1. Входящее напряжение равняется 12 вольт.
2. Первый резистор с сопротивлением R1=5 Ом.
3. Второй резистор с сопротивлением R2=3 Ом.
4. Необходимо определить выходящий ток на каждом резисторе в данной схеме.

Для начала нужно определить силу тока каждого резистора. Для этого делаем следующие вычисления:

I1=U/R1=12/5=2.4 А

I2=U/R2=12/3=4 А

Теперь можно рассчитать общее значение силы тока для данной цепи:

I=I1+I2=2.4+4=6.4 А.

Далее используем закон Ома и находим общее сопротивление в данной цепи: R=U/I=12/6.4=1.9 Ом.

Все величины можно так же определить практическим путем. Для этого потребуется следующее:

1. Блок питания на 12 вольт.
2. Два резистора.
3. Мультиметр.

Далее необходимо:

1. Перевести мультиметр в режим измерения сопротивления.
2. У каждого резистора замерить величину сопротивления.
3. Затем надо спаять два конца резисторов, как на изображении ниже, и измерить силу тока на каждом из них.
4. Получаем что I1=0.14 А и I2=0.06 А.
5. При этом общий ампераж должен равняться I=I1+I2=0.14+0.06=0.20 А.
6. После этого необходимо спаять резисторы параллельно, подключить в цепь блок питания и измерить общую величину силы тока на выходе цепи.
7. Мы получили ампераж на выходе 0.21 А. Разница 0.01 А появляется из-за погрешности самого измерительного прибора.

Данный эксперимент покажет:

1. Силу тока на концах обоих элементов.
2. Общую силу тока при параллельном соединении резисторов.
3. Также может существовать небольшая погрешность измерительного прибора, которую надо учитывать.

В подобную схему с блоком питания можно включить любую нагрузку. Например, лампу, подсоединив ее вместо одного из сопротивлений. При этом второй резистор будет использоваться в качестве регулятора мощности для подключенной в цепь лампы.

Применение

Правило деления широко применяется при проектировании измерительных приборов. Например, мультиметр не сможет выдержать большую нагрузку.

В нем используется делитель, построенный на 2 резисторах:

1. Первый пропускает через себя низкое по величине значение тока.
2. Второй является шунтом, который пропускает через себя остальной ток.
3. Оба значения в последствии суммируются на выходе и прибор выдает итоговую величину на дисплее.

Так же устройство используется в схемах контроля светодиодных ламп. Делители просто отсекают опасные для ламп величины, пропуская только необходимый ток, который позволяет ей ярко светить, а самое схеме нормально функционировать.

Заключение

Данные устройства играют огромную роль при проектировании различных электронных схем. Благодаря приведенной информации в статье начинающие радиолюбители могут понять назначение, принцип работы и сферу применения таких устройств.

Видео по теме