- Arbeid av Current Divider Circuit
- Testing av nåværende skilleskrets i maskinvare
- Nåværende Divider-applikasjoner
Når du designer en elektronisk krets, er det mange situasjoner når en krets krever forskjellige verdier av spenning og strømkilder. For eksempel, når du stiller inn den forhåndsinnstilte spenningen for en Op-Amp, er det veldig vanlig å bruke en potensiell skillekrets for å oppnå de nødvendige spenningsverdiene. Men hva om vi trenger en bestemt strømverdi? I likhet med spenningsdeleren er det en annen type krets som kalles strømdeler som kan brukes til å dele den totale strømmen i flere i en lukket krets. Så, i denne opplæringen, lærer vi hvordan vi bygger en enkel strømdelerkrets ved hjelp av den resistive metoden (bare ved bruk av motstander). Vær oppmerksom på at det også er mulig å lage en strømdeler ved hjelp av induktorer, og begge kretsens arbeid vil være den samme.
Arbeid av Current Divider Circuit
En motstand er den mest brukte passive komponenten i elektronikk, og det er veldig enkelt å konstruere en strømdeler ved hjelp av motstander. Strømdeleren er en lineær krets som deler den totale strømmen som strømmer inn i en krets og skaper en divisjon eller produserer en brøkdel av den totale strømmen.
I henhold til gjeldende skillelinje vil strømmen som strømmer gjennom en hvilken som helst parallell gren av en krets være lik produktet av total strøm og forholdet mellom motsatt grenmotstand og total motstand. Dermed med gjeldende skillelinje kan vi beregne strømmen som strømmer gjennom en gren hvis vi vet den totale strøm- og motstandsverdien til andre grener. Vi vil forstå mer om dette når vi fortsetter.
Den nåværende skillelinjen kan enkelt bygges ved hjelp av KCL (Kirchhoffs gjeldende lov) og Ohms Law. La oss se hvordan denne inndelingen foregår i en parallellkoblet resistiv krets.
På bildet ovenfor er to motstander på 1 Ohm koblet parallelt, som er R1 og R2. Disse to motstandene deler den totale strømmen som strømmer gjennom motstanden. Siden spenningen over disse to motstandene er den samme, kan strømmen som strømmer gjennom hver motstand beregnes ved hjelp av den nåværende delingsformelen
Dermed er den totale strømmen I Total = I R1 + I R2 i henhold til Kirchoffs gjeldende lov.
Nå for å finne strømmen til hver motstand, bruker vi Ohms lov I = V / R på hver motstand. I et slikt tilfelle, I R1 = V / R1 og I R2 = V / R2
Derfor, hvis vi bruker disse verdiene i I Total = I R1 + I R2, vil den totale strømmen være
Total strøm = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)
Og dermed, V = I total (1 / R1 + 1 / R2) -1 = I total (R1R2 / R1 + R2)
Så hvis vi kan beregne den totale motstanden og den totale strømmen, kan vi få den delte strømmen gjennom motstanden ved å bruke formelen ovenfor. De nåværende regelen deleren formler å beregne for strøm gjennom R1 kan gis som
I R1 = V / R1 = I total I R1 = I total (R2 / (R1 + R2))
Tilsvarende kan gjeldende delingsregelformler for å beregne for strøm gjennom R2 gis som
I R2 = V / R2 = I total I R2 = I total (R1 / (R1 + R2))
Der motstandene er mer enn to, må man derfor beregne den totale eller ekvivalente motstanden for å finne ut den delte strømmen i hver motstand ved å bruke formelen
Jeg = V / R
Testing av nåværende skilleskrets i maskinvare
La oss se hvordan denne nåværende skillelinjen fungerer i et reelt scenario.
Det er tre motstander i skjemaet ovenfor som er koblet til en fast eller konstant strømkilde på 1A. Alle motstander er vurdert til 1 ohm. Derfor er R1 = R2 = R3 = 1 ohm.
Denne kretsen testes i brødbrett ved å koble motstandene en etter en i en parallell konfigurasjon med en 1A konstant strømkilde koblet over kretsen. Du kan også sjekke denne enkle konstantstrømskretsen for å lære hvordan strømkilden fungerer og hvordan du bygger en alene. På bildet nedenfor er en enkelt motstand koblet over kretsen.
Strømmen viser 1A i multimeteret når den er koblet over motstanden. Deretter tilsettes en annen 1 ohm motstand. Strømmen falt til halvparten, omtrent 500mA i hver motstand som vist nedenfor
Hvorfor har dette skjedd? La oss finne ut av det med den nåværende skillelinjeberegningen. Når to motstander på 1 Ohm er koblet sammen i parallell forbindelse, vil den tilsvarende motstanden være -
R ekvivalent = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 ohm
Derfor, når to 1 ohm motstand koblet parallelt, ble ekvivalent motstand 0,5 ohm. Dermed er strømmen gjennom R1
I R1 = I total (R ekvivalent / R1) I R1 = 1A (0,5 Ohm / 1 Ohm) = 0,5 Ampere
Den samme mengden strøm flyter gjennom den andre motstanden fordi R2 er den samme 1 ohm motstanden og strømmen er konstant opp til 1A. Multimeteret viser omtrent 0,5 ampere som strømmer gjennom de to motstandene.
Nå er en ekstra 1 Ohm motstand koblet til i kretsen. Multimeteret viser nå omtrent 0,33A strøm strømmer gjennom hver motstand.
Fordi det er tre motstander koblet parallelt, la oss finne ut den tilsvarende motstanden til de tre motstandene i parallell forbindelse
R ekvivalent = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R ekvivalent = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R ekvivalent = 1/3 R ekvivalent = 0,33 Ohms
Nå, strømmen gjennom hver motstand, IR = I total (R ekvivalent / R1) IR = 1 Amp x (0,33 Ohm / 1 Ohm) IR = 0,33 Amp
Multimeteret viser omtrent 0,33 Amp strømmer i hver motstand ettersom alle motstandene er 1 ohm i verdi og koblet til en krets der strømmen er fast med 1A. Du kan også se videoen på slutten av siden for å sjekke hvordan kretsen fungerer.
Nåværende Divider-applikasjoner
Hovedapplikasjonen til strømdeleren er å produsere en brøkdel av den totale strømmen som er tilgjengelig i kretsen. I noen tilfeller har imidlertid komponenten som brukes til å føre strømmen en grense for hvor mye strøm som faktisk strømmer gjennom komponenten. Overstrøm forårsaker økt varmespredning, samt reduserer levealderen til komponentene. Ved å bruke en strømdeler kan strømmen som strømmer gjennom en komponent minimeres, og dermed kan mindre komponentstørrelse brukes.
For eksempel i tilfeller der større motstandseffekt kreves; å legge til flere motstander parallelt reduserer varmespredningen, og mindre motstander mot watt kan gjøre den samme jobben.