Litar pembahagi semasa dijelaskan dengan formula dan perkakasan praktikal

Semasa merancang litar elektronik, terdapat banyak keadaan ketika litar memerlukan nilai voltan dan sumber arus yang berbeza. Sebagai contoh, semasa menetapkan voltan yang telah ditetapkan untuk Op-Amp, sangat biasa menggunakan litar pembahagi berpotensi untuk mendapatkan nilai voltan yang diperlukan. Tetapi bagaimana jika kita memerlukan nilai arus tertentu? Sama dengan pembahagi voltan, ada jenis litar lain yang disebut pembahagi arus yang boleh digunakan untuk membahagi arus keseluruhan menjadi beberapa dalam litar tertutup. Jadi, dalam tutorial ini, kita akan belajar bagaimana membina litar pembahagi arus sederhana dengan menggunakan kaedah rintangan (hanya menggunakan perintang). Perhatikan bahawa mungkin juga untuk membuat pembahagi semasa menggunakan induktor dan kerja kedua litar akan sama.

Kerja Litar Pembahagi Semasa

Perintang adalah komponen pasif yang paling banyak digunakan dalam elektronik dan sangat mudah untuk membina pembahagi semasa menggunakan perintang. Pembahagi arus adalah litar linier yang membelah arus keseluruhan yang mengalir menjadi litar dan membuat pembahagian atau menghasilkan pecahan arus keseluruhan.

Mengikut peraturan pembahagi semasa, arus yang mengalir melalui cabang litar selari akan sama dengan produk arus total dan nisbah rintangan cabang bertentangan dengan rintangan total. Oleh itu dengan peraturan pembahagi semasa, kita dapat mengira arus yang mengalir melalui cawangan jika kita mengetahui jumlah arus dan nilai rintangan cawangan lain. Kami akan memahami lebih lanjut mengenai perkara ini semasa kami meneruskan.

Pembahagi semasa dapat dibina dengan mudah menggunakan KCL (Kirchhoff's Current Law) dan Ohms Law. Mari kita lihat bagaimana pembahagian ini berlaku menjadi litar perintang yang bersambung selari.

Dalam gambar di atas, dua perintang 1 Ohm disambungkan secara selari, iaitu R1 dan R2. Kedua-dua perintang ini berkongsi jumlah arus yang mengalir melalui perintang. Oleh kerana voltan di kedua-dua perintang ini adalah sama, arus yang mengalir melalui setiap perintang dapat dikira menggunakan formula pembahagi semasa

Oleh itu arus keseluruhan adalah I _Total = I _R1 + I _R2 mengikut undang-undang Kirchoff semasa.

Sekarang untuk mencari arus setiap perintang, kita menggunakan hukum Ohms I = V / R pada setiap perintang. Dalam kes sedemikian, I _R1 = V / R1 dan I _R2 = V / R2

Oleh itu, jika kita menggunakan nilai-nilai ini dalam I _Total = I _R1 + I _R2, jumlah arus akan menjadi

Jumlah Semasa = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)

Oleh itu, V = I _total (1 / R1 + 1 / R2) ^-1 = I _total (R1R2 / R1 + R2)

Oleh itu, jika kita dapat mengira jumlah rintangan dan arus total, maka dengan menggunakan formula di atas, kita dapat mendapatkan arus terbahagi melalui perintang. The formula peraturan pembahagi arus untuk mengira arus melalui R1 boleh diberikan sebagai

I _R1 = V / R1 = I _total I _R1 = I _total (R2 / (R1 + R2))

Begitu juga, formula peraturan pembahagi semasa untuk mengira arus hingga R2 dapat diberikan sebagai

I _R2 = V / R2 = I _total I _R2 = I _total (R1 / (R1 + R2))

Oleh itu, di mana perintang lebih dari dua, seseorang perlu mengira rintangan total atau setara untuk mengetahui arus terbahagi di setiap perintang dengan menggunakan formula

I = V / R

Menguji Litar Pembahagi Semasa dalam Perkakasan

Mari lihat bagaimana pembahagi semasa ini berfungsi dalam senario sebenar.

Terdapat tiga perintang dalam skema di atas yang disambungkan ke sumber arus tetap atau tetap 1A. Semua perintang dinilai sebagai 1 Ohm. Oleh itu R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.

Litar ini diuji di papan roti dengan menghubungkan perintang satu persatu dalam konfigurasi selari dengan sumber arus tetap 1A yang disambungkan di litar. Anda juga boleh menyemak litar arus konstan sederhana ini untuk mengetahui bagaimana sumber semasa berfungsi dan bagaimana membuatnya sendiri. Dalam gambar di bawah, satu perintang dihubungkan di litar.

Arus menunjukkan 1A di multi-meter apabila disambungkan di perintang. Seterusnya, perintang 1 Ohms kedua ditambah. Arus turun menjadi separuh, kira-kira 500mA di setiap perintang seperti yang ditunjukkan di bawah

Mengapa ini berlaku? Mari kita ketahui menggunakan pengiraan pembahagi semasa. Apabila dua perintang 1 Ohm disambungkan secara bersambung, rintangan setara akan -

R _Setaraf = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 Ohm

Oleh itu, apabila dua rintangan 1 Ohm disambung secara selari, rintangan setara menjadi 0,5 Ohm. Oleh itu, arus melalui R1 adalah

I _R1 = I _total (_setara R / R1) I _R1 = 1A (0,5 Ohm / 1 Ohm) = 0,5 Amps

Jumlah arus yang sama mengalir melalui perintang yang lain kerana R2 adalah perintang 1 Ohms yang sama dan arus tetap hingga 1A. Multimeter menunjukkan kira-kira 0.5 Amps yang mengalir melalui dua perintang.

Sekarang perintang 1 Ohm tambahan disambungkan dalam litar. Multimeter kini menunjukkan kira-kira 0.33A arus mengalir melalui setiap perintang.

Oleh kerana terdapat tiga perintang yang disambungkan secara selari, mari kita ketahui rintangan setara ketiga perintang dalam sambungan selari

R _setara = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R _setara = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R _setara = _1/3 R _bersamaan = 0.33 Ohms

Sekarang, Arus melalui setiap perintang, IR = I _total (_setara R / R1) IR = 1 Amp x (0.33 Ohm / 1 Ohm) IR = 0.33 Amp

Multimeter menunjukkan kira-kira 0.33 Amp mengalir di setiap perintang kerana semua perintang bernilai 1 Ohm dan disambungkan dalam litar di mana aliran arus tetap dengan 1A. Anda juga dapat menonton video di hujung halaman untuk memeriksa bagaimana litar berfungsi.

Aplikasi Pembahagi Semasa

Aplikasi utama pembahagi arus adalah untuk menghasilkan pecahan daripada jumlah arus yang ada di litar. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, komponen yang digunakan untuk membawa arus mempunyai had berapa banyak arus yang sebenarnya mengalir melalui komponen tersebut. Arus berlebihan menyebabkan peningkatan pelesapan haba, dan juga mengurangkan jangka hayat komponen. Dengan menggunakan pembahagi arus, arus yang mengalir melalui komponen dapat diminimumkan dan dengan itu ukuran komponen yang lebih kecil dapat digunakan.

Sebagai contoh, dalam kes di mana watt perintang lebih besar diperlukan; menambahkan beberapa perintang secara selari mengurangkan pelesapan haba, dan perintang watt yang lebih kecil dapat melakukan pekerjaan yang sama.