什么是分压器以及如何计算?

转换电流主要参数的预算选项是分压器。这样的设备很容易自己制作,但要做到这一点,您需要了解用途、应用案例、操作原理和计算示例。

delitel-napryjenia

指定和应用

变压器用于转换交流电压,从而可以保持足够高的电流值。如果要将小电流(高达数百 mA)的负载添加到电路中,则不建议使用变压器电压 (U) 转换器。

在这些情况下,您可以使用简单的分压器 (DN),其成本显着降低。在获得必要的 U 值后,整流并为用户供电。如有必要,为了增加电流 (I),应使用输出功率增加级。此外,还有恒定的 U 型分隔器,但这些模型的使用频率低于其他模型。

DN 通常用于为各种设备充电,其中需要从 220 V 获得不同类型电池的较低 U 值和电流。此外,用U分度器制作电测仪器、计算机设备、实验室脉冲和普通电源也是合理的。

工作原理

分压器(DN)是一种装置,其中输出和输入U之间的关系通过传递系数。传递系数是除法器输出和输入处的 U 值之比。分压器的电路很简单,是由两个串联的消费者组成的链 - 无线电元件(电阻器、电容器或电感器)。它们具有不同的输出特性。

交流电流有以下主要量:电压、电流、电阻、电感(L)和电容(C)。消费者串联时的电量(U、I、R、C、L)基本值计算公式:

  1. 电阻值加起来;
  2. 增加电压;
  3. 电流将根据电路部分的欧姆定律计算:I = U / R;
  4. 添加电感;
  5. 整个电容器链的电容:C = (C1 * C2 * ... * Cn) / (C1 + C2 + ... + Cn)。

为了制作一个简单的电阻DN,使用了串联电阻的原理。有条件的电路可以分为2个肩膀。第一个臂是上臂,位于 DN 的输入和零点之间,第二个臂是下臂,从中获取输出 U。

这些肩上的 U 之和等于输入 U 的结果值。DN 有线性和非线性类型。线性器件是具有输出 U 的器件,它随输入值线性变化。它们用于在电路的不同部分设置所需的 U。非线性用于功能电位器。它们的电阻可以是有源的、无功的和电容的。

此外,DN 也可以是电容性的。它使用串联的 2 个电容器链。

它的工作原理是基于具有可变分量的电路中电容器电阻的电抗分量。电容器不仅具有电容特性,还具有电阻Xc。该电阻称为容性电阻,取决于电流的频率,由以下公式确定:Xc = (1 / C) * w = w / C,其中 w 是循环频率,C 是电容值。

循环频率的计算公式为:w = 2 * PI * f,其中 PI = 3.1416,f 为交流频率。

与电阻器件相比,电容器或电容类型允许相对更高的电流。广泛应用于需要多次降低U值的高压电路中。此外,它还具有不会过热的显着优点。

DN 的感应型是基于具有可变元件的电路中的电磁感应原理。电流流过螺线管,其电阻取决于 L,称为电感。它的值与交流电的频率成正比:Xl = w * L,其中L是电路或线圈的电感值。

感性 DN 仅在电流具有可变分量且具有感性电阻 (Xl) 的电路中工作。

的优点和缺点

电阻DN的主要缺点是它不能用于高频电路、电阻两端的显着压降和功率降低。在某些电路中,有必要选择电阻器的功率,因为​​会产生大量热量。

在交流电路中的大多数情况下,使用有源负载(电阻)DN,但补偿电容器与每个电阻器并联。这种方法减少了加热,但并没有消除主要缺点,即功率损失。优点是用于直流电路。

为了消除电阻 DN 上的功率损耗,有源元件(电阻器)应替换为电容元件。与电阻 DN 相关的电容元件具有以下几个优点:

  1. 用于交流电路;
  2. 没有过热;
  3. 与电阻不同,由于电容器没有功率,因此减少了功率损耗;
  4. 可用于高压电源;
  5. 高效率(性能系数);
  6. 降低 I 损失。

缺点是不能用在恒定U的电路中。这是因为直流电路中的电容器没有电容,只是起电容器的作用。

交流电路中的电感 DN 也有许多优点,但它也可用于恒定 U 电路。电感线圈具有电阻,但由于电感的原因,此选项不适合,因为 U 显着下降。与电阻型 DN 相比的主要优点:

  1. 在具有变量 U 的网络中的应用;
  2. 组件的加热可以忽略不计;
  3. 交流电路中的功率损耗更少;
  4. 比较高的效率(高于电容);
  5. 用于高精度测量设备;
  6. 降低误差;
  7. 连接到分频器输出的负载对分频比没有影响;
  8. 电流损耗小于电容分压器。

缺点如下:

  1. 在供电网络中使用常数 U 会导致显着的电流损耗。此外,由于电感消耗电能,电压急剧下降。
  2. 输出信号因频率特性(不使用整流桥和滤波器)而异。
  3. 不适用于高压交流电路。

使用电阻器、电容器和电感器计算分压器

选择要计算的分压器类型后,您需要使用公式。不正确的计算可能会烧毁设备本身、电流放大输出级和消费者。计算错误的后果可能比无线电组件的故障更严重:短路导致火灾以及触电。

在计算和组装电路时,必须清楚地遵守安全规则,在打开设备之前检查设备是否正确组装,不要在潮湿的房间里测试(触电的可能性会增加)。计算中使用的基本定律是电路部分的欧姆定律。其公式如下:电流与电路部分的电压成正比,与该部分的电阻成反比。公式形式的条目如下:I = U / R。

用电阻计算分压器的算法:

  1. 总电压:Upit = U1 + U2,其中 U1 和 U2 是每个电阻器上的 U 值。
  2. 电阻器上的电压:U1 = I * R1 和 U2 = I * R2。
  3. Upit = I * (R1 + R2)。
  4. 空载电流:I = U / (R1 + R2)。
  5. 每个电阻上的 U 压降:U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit 和 U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit。

R1 和 R2 的值必须比负载电阻小 2 倍。

要计算电容器上的分压器,您可以使用以下公式:U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit 和 U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit。

计算电感 DN 的类似公式:U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit 和 U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit。

在大多数情况下,分压器与二极管桥和稳压器一起使用。稳定器是一种半导体器件,用作 U 稳定器。在此电路中,应选择反向 U 高于允许 U 的二极管。稳压器应根据参考书的稳压电压要求值来选择。此外,在它之前的电路中应该包含一个电阻器,因为没有它,半导体器件会烧坏。

相关文章: