- חומר נדרש
- תרשים מעגל
- פורמולת מחלק מתח
- הוכחה לפורמולה של חלוקה פוטנציאלית
- דברים שכדאי לזכור
- עבודה של מעגל מפריד מתח
- מחשבון מחלק מתח
- יישומים של מעגל מפריד מתח
מתח או מעגל מפריד פוטנציאל משמש מעגל נפוץ אלקטרוניקה שבו מתח מבוא צריך להיות מומר מתח אחר נמוך יותר אזי המקורי. זה מאוד שימושי לכל המעגלים האנלוגיים שבהם נדרשים מתח משתנה, ולכן חשוב להבין כיצד עובד מעגל זה וכיצד לחשב את ערכי הנגדים הנדרשים ליצירת מעגל מחלק מתח להוצאת המתח הרצוי.
חומר נדרש
- נגד (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
- סוללה- 9V
- רב-מטר
- חוטי חיבור
- קרש לחם
תרשים מעגל
מעגל מחלק מתח הוא מעגל מאוד פשוט שבנה רק שני נגדים (R1 ו- R2) כמוצג לעיל דיאגרמות מעגלים. ניתן להשיג את מתח המוצא הנדרש (V OUT) על פני הנגד R2. באמצעות שני הנגדים הללו אנו יכולים להמיר מתח כניסה לכל מתח יציאה נדרש.
הערה: מתח היציאה (V OUT) תמיד נמוך ממתח הכניסה (V IN)
פורמולת מחלק מתח
נניח שאם הזרם (I) בחוט המוצא הוא אפס, היחס בין מתח הכניסה (V IN) לבין מתח המוצא (V out) נקבע כ:
V OUT = (V IN * R 2) / (R 1 + R 2)…. (משוואת מחיצות מתח)
איפה,
V OUT = מתח יציאה
V IN = מתח כניסה
R 1 = נגד עליון
R 2 = הנגד התחתון
הוכחה לפורמולה של חלוקה פוטנציאלית
על פי חוק אוהם, מתח דרך מוליך אידיאלי שווה לזרם הזורם דרכו.
מתח = זרם * התנגדות
V = IR
כעת, בהתאם לתרשים המעגל
V IN = I * (R 1 + R 2) I = V IN / (R 1 + R 2)… משוואה (1) V OUT = I * R 2… משוואה (2)
על הכנסת הערך ' אני ' ממשוואה (1) למשוואה (2), יש לנו
V OUT = (V IN * R 2) / (R 1 + R 2)
דברים שכדאי לזכור
- אם הערך של R1 שווה ל- R2, אז ערך מתח המוצא הוא חצי מערך הקלט.
- אם הערך של R1 נמוך בהרבה מ- R2, אז ערך מתח המוצא יהיה שווה בערך למתח הכניסה.
- אם הערך של R1 גדול בהרבה מ- R2, אז ערך מתח המוצא יהיה שווה לאפס.
עבודה של מעגל מפריד מתח
על פי תרשים מעגל מחלק מתח למשל השתמשנו כאן, נקטנו 9V כמו מתח הכניסה ואת הערך של ההתנגדות R 1 ו R 2 הוא 1k ו 10k בהתאמה. למעשה אנו מקבלים 8.16V כמתח המוצא כפי שמוצג בתמונה לעיל.
בואו ננסה תיאורטית, V IN = 9V, R1 = 1 קילו אוהם ו- R2 = 10 קילו אוהם . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8.1818V
יש הבדל קטן ביותר בין הערך המעשי לבין התיאורטי, מכיוון שהסוללה אינה מספקת 9V מדויקות.
גורם חשוב נוסף שיש לקחת בחשבון בעת בחירת ערכי הנגד הוא דירוג ההספק שלו (P). ברגע שאתה יודע את הערכים של I (בהתבסס על עומס), V IN, R 1 ו- R 2, הוסף R 1 ו- R 2 יחד כדי לקבל R TOTAL והשתמש במחשבון חוק Ohms כדי לגלות את דירוג ההספק (וואט) הנדרש הנגדים. או פשוט השתמש בנוסחאות P = VI כדי להחליט על דירוג ההספק של הנגד שלך. אם לא נבחר דירוג הספק תקין הנגד יתחמם יתר על המידה ועלול גם להישרף.
מחשבון מחלק מתח
אתה יכול להשתמש ישירות במחשבון מתח המחיצות למטה כדי לחשב את כל הערכים המוזכרים בנוסחאות מחלק המתח.
יישומים של מעגל מפריד מתח
מעגלי מתח או פוטנציאל מתח משמשים לעתים קרובות בפרויקטים ויישומים שונים. להלן מספר דוגמאות מעגלים שבהם משתמשים במושג חלוקה פוטנציאלי:
- מד מתח דיגיטלי Arduino
- מדידת עוצמת האור
- מדריך ADC לפטל פטל
- מד ארדואינו אוהם
- גלאי חושך
- מנורת חירום לפטל