Dzielnik napięcia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Przykład prostego dzielnika napięcia (rezystancyjnego)

Dzielnik napięciaczwórnik, który zapewnia uzyskanie określonego stosunku pomiędzy napięciem wejściowym a wyjściowym. Dzielniki napięć buduje się z elementów pasywnych (np. rezystory, kondensatory lub cewki)[1].

Stosunek napięcia wejściowego do wyjściowego dzielnika napięcia oznaczamy i nazywamy przekładnią dzielnika[1]:

.

Dzielnik napięcia rezystancyjny[edytuj]

Napięcie wyjściowe nieobciążonego dzielnika zasilanego jest zawsze mniejsze od napięcia zasilania i zależy tylko od stosunku wartości użytych oporników oraz wartości napięcia wejściowego:

Wynika to z faktu, że natężenie prądu elektrycznego płynącego przez nieobciążony dzielnik napięcia ma wartość taką samą dla obu elementów:

natomiast spadek napięcia na oporniku R1 wynosi:

Wyprowadzenie głównego wzoru Uwy przy użyciu powyższych informacji można przeprowadzić następująco:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Natężenie jest takie samo, przy założeniu, że dzielnik napięcia nie jest obciążony:
8.
9.

Zastosowania dzielnika napięcia[edytuj]

Najczęściej używanym typem dzielnika napięcia jest potencjometr, będący dzielnikiem rezystancyjnym. Jest to specyficzna odmiana dzielnika, w której wartości R i R1 mogą być płynnie regulowane, co można wykorzystać do regulacji napięcia wyjściowego w zależności od prądu obciążenia.

Dzielniki napięcia w postaci potencjometrów są używane w każdym układzie audiofonicznym do regulacji głośności - bowiem opisana powyżej zasada dzielnika napięcia jest wykorzystywana zarówno w potencjometrach analogowych (regulacja płynna) jak i cyfrowych (regulacja skokowa).

Wartości użytych rezystancji mogą być dokładnie zmierzone, czyli napięcie wyjściowe może być również obliczone z dużą dokładnością. Tę właściwość dzielnika napięcia wykorzystuje się do poszerzania zakresu pomiarowego woltomierzy. Woltomierz mierzy napięcie dołączone do jego zacisków. Jeśli mierzone napięcie zostanie podłączone przez dzielnik napięcia wówczas:

dlatego też:

gdzie stała k jest zawsze większa od jedności (następuje więc poszerzenie zakresu pomiarowego), a jej wartość wynika tylko ze stosunku użytych rezystancji.

Dzielnik napięcia może się składać z więcej niż dwóch elementów połączonych szeregowo. Takie rozwiązanie jest stosowane np. w woltomierzach o zmiennych zakresach pomiarowych. Każde pośrednie napięcie wyjściowe reprezentuje odpowiedni zakres pomiarowy, którego wartość wynika z odpowiednich wartości rezystancji użytych w dzielniku.

Dzielnik napięcia przemiennego[edytuj]

Dzielniki napięcia mogą być także używane w układach prądu i napięcia przemiennego. Niemniej jednak, przy zasilaniu prądem przemiennym należy wziąć pod uwagę przesunięcia fazowe wynikające z występowania możliwych reaktancji pojemnościowych i indukcyjnych w samym dzielniku, jak również i w zasilającym obwodzie.

Najbardziej korzystnym jest używanie dzielnika napięciowego zbudowanego z bezindukcyjnych, bezpojemnościowych rezystorów, niemniej jednak nie zawsze jest to możliwe. Czasami więc stosuje się dzielniki pojemnościowe - zbudowane z dwóch kondensatorów.

Zobacz też[edytuj]

Przypisy

  1. a b Przetworniki pomiarowe wielkości elektrycznych. W: Augustyn Chwaleba, Maciej Poniński, Andrzej Siedlecki: Metrologia elektryczna. Wyd. ósme zmienione. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-techniczne, 2003, s. 106. ISBN 83-204-2826-2. (pol.)

Linki zewnętrzne[edytuj]

Wikibooks - Dzielnik napięcia