Spændingsdelerregel er et af de mest almindelige koncepter inden for design af elektroniske kredsløb. Så i dag har vi diskuteret i detaljer spændingsdelerformlen, hvorfra den kommer fra, hvor formlen er afledt sammen med et praktisk eksempel. Vi har også forklaret, hvordan man designer spændingsdelerkredsløb til det krævede output.

Mens vi studerer grundlæggende om elektronik, står vi over for mange udfordringer med at lære formlerne reglerne og trinene til at implementere dem. Nedenstående emner dækkede den nemme metode til at lære formler sammen med tricket til at huske det.

Hvad er spændingsdelerregel?

Spændingsdelerregel kaldes også som potentiel deleregel eller potentiale delingsregel eller spændingsdelingsregel.
Kort sagt tildeles den som VDR.
Spændingsdelerregler giver indsigt i det skematiske kredsløbsdiagram og gældende formel og dets afledning for at hjælpe med forskellige spændingskrav i kredsløbsdesignet.

Definition af spændingsdeler:

Det defineres som kredsløbet, der bruges til at reducere den store værdi af spændingen til den mindre værdi.

Det giver krævet udgangsspænding som en brøkdel af indgangsspændingen, som kan manipuleres ved hjælp af formlen.

Et spændingsdelerkredsløb er et kredsløb, der deler den enkelte spændingsværdi til de mange udgangsværdier.

Natur af kredsløbet:

Passiv karakter (da den ikke har nogen aktive elementer)
Lineær opførsel (output er lineært proportional til input)

Skemaer for spændingsdeler:

Fig (a), Fig (b) & Fig (c) er spændingsdelerkredsløb diagrammer. Hvorfor tre kredsløb nedenfor for den samme regel?
Så svaret, de er kun et kredsløb med forskellige arrangementer og kildesymbol. Bare forenkle dem, du finder ud af, at de er ens i elektriske forbindelser.

Analyse og spændingsdeler Regelformel:

Figur, der viser et grundlæggende diagram over spændingsdelerkredsløb, der har to modstande:

Dette er det grundlæggende kredsløbsdiagram, der viser VDR og dens formel. Dette er meget anvendeligt kredsløb, og formlen bruges generelt til beregning af udgangsspænding overalt ved analyse af kredsløbene

Afledning af spændingsdeler :

Her er spændingsforsyningen V forbundet i serie med modstand r1 og r2.

Og strømmen ‘i’ flyder, selvom de forårsager et spændingsfald på v1 over r1 og spændingsfald på v2 over R2.
Da dette er en lukket sløjfe, vil strømmen flyde, selvom den vil være den samme.
For udlede udgangsspændingsformler er vi nødt til at anvende Ohms-lov over hver modstand og sætte værdierne i ligning opnået af KCL (Kirchhoffs Kurrent Law) som vist nedenfor trin for trin:

Ifølge Ohms lov får vi,
v1 = i☓r1 ———- (I)
v2 = i☓r2 ———– (II)

Derfor,
i = V / (r1 + r2)

Udskiftning af værdien af “i” i (I) og (II)
vi får,
v1 = r1☓ (V / (r1 + r2))
v2 = r2☓ (V / (r1 + r2))

(efter annonce justering af variablerne

Også, v1 = V☓ (r1 / (r1 + r2))
v2 = V☓ (r2 / (r1 + r2)) → (note: v2 = Vout) → (III )

Konklusion om spændingsdelerkredsløbet:

• Fra ligning → (III) kan vi sige, at udgangsspændingen er lig med et spændingsfald over outputmodstanden (modstanden hvor vi tager output)
  (kontroller kredsløbet med 3 modstande i serie, du får pointen)
• Værdierne for modstanden ved nævneren er intet andet end den ækvivalente modstand af r1 og r2, det kan være r1 + r2 + r3 +… + rn, hvor n antal modstande.

Figur, der viser spændingsdeler med 3 modstand og dets ækvivalenter:

I dette kredsløb (ifølge ovenstående konklusion fra afledninger):
→ Som i fig. 1 er Vout1 spændingen over modstand R2 og R3

∴ækvivalent seriemodstandR2 og R3 tages.

samme for fig. 1 (a)

→ I fig. 1 er Vout2 volt alder kun på tværs af modstand R3 – ∴ækvivalent seriemodstand R3 tages.

samme for fig. 1 (b)

Det praktiske eksempel på spændingsdelerkredsløb (VDR) / FAQ:

Design en spændingsdeler til at give udgangsspændingen på 1,5 volt til design af en forstærkerforspænding. Den givne kildespænding er 5V.

Givet → Vo = 1,5V & Vin = 5V
fra eq → (III) eller forenklet formel (se efter 1. billede af indlægget)

vi har, Vo = Vin. (R2 / (R1 + R2))

Forudsat at R1 = 1KΩ
sæt alle værdierne i formel: 1,5 = 5. (R2 / (1K + R2))
Vi får, R2 = 0,428KΩ

Design nu kredsløbet som vist ovenfor !!!

Design en spændingsdeler, der giver den forskellige udgangsspænding på 3 volt og 6 volt til komparatoren, forudsat at indgangsspændingskilden har en potentiel forskel på 9 volt.

Som lige modstand i serie tilbyder lige spændingsfald over hver modstand.
∴ ifølge spørgsmålet,

Vin = 9 Volt, Vout1 = 6 Volt og Vout2 = 3 Volt

Ud fra dette kan vi konkludere, at den mindste udgang er 3 volt, og en anden krævet udgangsspænding er 6 volt.
Derefter kan vi bruge tre modstande med samme værdier. (Siger 1kΩ)
∴ R1 = R2 = R3 = 1kΩ design er afsluttet.

Design en spændingsdeler, der giver udgangsspændingen lig med halvdelen af indgangen. Den givne kildespænding er 12V.

Givet → Vo = 1 / 2Vin & Vin = 12V

ved hjælp af den forenklede formel:
vi har, Vo = Vin. (R2 / (R1 + R2))

Forudsat at R1 = 10KΩ
sæt alle værdier i formlen ∴ 6 = 12. (R2 / (10K + R2))
Vi får, R2 = 10KΩ

Nu design kredsløbet med disse komponenter !!

Kan vi anvende spændingsdelerregel i parallelle kredsløb?
Nej du kan ikke anvende spændingsdelerregel i et parallelt kredsløb, da det kun gælder for modstande i serie. Kun grunden til, at VDR er ændringen af Ohms lov.

Gælder spændingsdeler kun anvendelse på modstande?
Nej, det kan anvendes på ethvert passivt element som kondensator og induktor. Det eneste du skal antage er deres impedans (Z).
I stedet for modstanden i spændingsdelerreglen skal du bruge impedans sammen med den modificerede formel for impedansligninger.
Zr for en modstand, Zc for en kondensator, Zl til en induktor.

Anvendelse af spændingsdelerregel / kredsløb:

1) Det er bruges som et forspændingskredsløb i BJT-forstærkeren.

2) Feedback Circuit i operationel forstærker bruger spændingsdelerreglen til at drive indgangen og styre spændingsforstærkningen.

3) Det er det vigtige kredsløb i komparator, der bruges til at sammenligne forskellige spændinger, uanset om den bestemte spænding er større eller mindre end referencespændingen.

4) Logic Level Shifting bruger spændingsdelerformlen.

Bonustip:

• Når modstanden R1 og R2 er ens, dvs. af samme værdi, så er udgangsspændingen nøjagtigt halvdelen (50%) af den oprindelige indgang.
• Dette kredsløb indebærer også, at det er nyttigt, hvor vi ikke har en lavere spændingskilde.
• Den kan bruges som erstatning for transformatoren (kun og kun hvis belastningen har stor modstandsimpedans, skal vi bruge modstande med høj effekt, f.eks. 3W / 5W, den bruges meget mindre praktisk, da den har risikoen af elektrisk stød)
• Du bemærkede elektrisk ledningstester (live wire tester), det er intet andet end spændingsdeler med modstand R1 og modstand R2, der erstattes med et højimpedans lavt strømforbrugende indikatorlys.