Odporový dělič napětí, výpočet, obvod, kalkulátor
Dělič napětí (DV) je elektrický obvod nebo obvod s různými odporovými spoji používanými k získání různých napětí z jednoho společného zdroje energie, přičemž napětí může být konstantní nebo střídavé.
V nejjednodušším příkladu je dělič napětí postaven na dvou sériově zapojených odporech (mohou být i kondenzátory (které mají reaktanci při protékání střídavého proudu). Pomocí takového obvodu lze velmi snadno „rozdělit“ vstupní napětí (Uin), a dostat se na výstup děliče – výstup Uout , což je méně Uin.
Dělič napětí přes odpory
Abyste jasně pochopili podstatu přednášky o elektrotechnice na téma „Dělič napětí“, doporučuji osvěžit si paměť Kirchhoffových zákonů a toho, jaký je úbytek napětí v části obvodu.
Uvažujme celkem jednoduchý obvod dvou sériově zapojených rezistorů s různými hodnotami odporu.
V souladu s Ohmovým zákonem, pokud je na takový obvod aplikováno napětí, bude jeho pokles na obou odporech také odlišný.
Obvod na obrázku výše je nejjednodušší odporový dělič. Typicky je v elektronických obvodech dělič napětí zobrazen takto:
Pro příklad výpočtu dělitele si tento diagram rozeberme podrobněji. V něm R1 = 2 kOhm, R2 = 1 kOhm a napětí zdroje, je to také vstupní napětí Uin = 30 voltů. Napětí v bodě A se rovná plnému napětí napájecího zdroje – 30 voltů. Výstupní napětí obvodu Uout, tedy v bodě B a odpovídá napětí na odporu R2. Pojďme počítat Uout.
V našem případě UR2 = 0,01 A × 215 Ohm = 1000 V.
Výstupní napětí lze určit druhým způsobem:
Výsledek výpočtů by měl být také 10 voltů.
Poslední vzorec lze použít při výpočtech libovolného děliče sestávajícího ze dvou nebo více odporů zapojených do série.
Pokud mají dva odpory DN stejnou hodnotu, získáme:
Výpočet děliče napětí ze tří sériově zapojených rezistorů se stejnými hodnotami
Níže uvedený obrázek ukazuje dělič sestávající ze tří stejných odporů o jmenovité hodnotě 1 kOhm = 1000 ohmů každý. Vypočítejme napětí v bodech А и В vzhledem k bodu Е.
Dělič napětí s jalovými prvky v obvodu střídavého proudu
Dělič se může skládat i z jalových součástek (kondenzátorů nebo tlumivek), ale v tomto případě vyžaduje pro svou správnou funkci přívod sinusového proudu.
Kapacitní dělič napětí funguje podobně jako odporový, ale počítá se trochu jinak, protože reaktance kondenzátorů je nepřímo úměrná jmenovité hodnotě jejich kapacity:
Rc — reaktance kondenzátoru; π — číslo PI; ƒ sinusová frekvence, např. Hz; C – kapacita kondenzátoru
To znamená, že čím vyšší je kapacita kondenzátoru, tím vyšší je jeho reaktance, a proto ve výše uvedeném obvodu DN bude úbytek napětí na kondenzátoru s větší kapacitou nižší než na kondenzátoru s menší kapacitou. Proto vzorec pro kapacitní dělič napětí bude:
UС1 =UPete × C215 / (C2 + C1) (2 voltů)
UС2 =UPete × C215 / (C1 + C1) (2 voltů)
Indukční dělič, stejně jako kapacitní, vyžaduje ke své činnosti střídavé napájecí napětí.
Protože reaktance induktoru v obvodu střídavého proudu je úměrná jmenovité hodnotě cívky:
RL — reaktance induktoru; π — číslo PI; ƒ frekvence sinusového napětí, Hz; L – indukčnost cívky, Henry.
UL1 =UPete × L215 / (L1 + L1) (2 volty)
UL2 =UPete × L215 / (L2 + L1) (2 volty)
Je třeba dodat, že ve všech výpočtech se běžně předpokládalo, že hodnota zátěže je nekonečná, takže získané hodnoty budou správné při provozu obvodů děliče napětí se zátěžovým odporem mnohonásobně větším, než jsou jmenovité hodnoty jejich vlastních odporů.
Online kalkulačka výpočtu děliče napětí
Vypočítejte výstupní napětí (Uout) z rezistorů R1 a R.2 : Vypočítejte odpory R1 a R2 pro výstupní napětí (Uout): Vypočítejte rezistor R1 pro výstupní napětí (Uout) a rezistor R2:
Děliče napětí se tedy používají téměř všude. Nejčastěji se s nimi ale není třeba obtěžovat, kromě těch jednotlivých případů, kdy potřebujete dělič s určitým koeficientem dělení. Mimochodem, jako děliče napětí lze použít známé proměnné odpory. Mimochodem, kromě děličů napětí existuje také dělič proudu. Nejjednodušším děličem proudu jsou dva paralelně zapojené odpory. Ale nechme toto téma na jinou přednášku o elektrotechnice.