Jännitteenjakosääntö on yksi yleisimmistä käsitteistä elektronisen piirin suunnittelussa. Joten tänään olemme keskustelleet yksityiskohtaisesti jännitteenjakajan kaavasta mistä se tulee, mistä kaava on johdettu, sekä käytännön esimerkin. Olemme myös selittäneet kuinka suunnitella jännitteenjakajapiiri vaadittavalle ulostulolle.

Opiskellessamme elektroniikan perusteita kohtaamme paljon haasteita oppimalla kaavat säännöt ja vaiheet niiden toteuttamiseksi. Seuraavissa aiheissa käsiteltiin kaavojen oppimisen helppoa tapaa ja temppua sen muistamiseksi.

Mikä on jännitteenjakajan sääntö?

Jännitteenjakosääntöä kutsutaan myös potentiaalijakajasäännöksi tai potentiaaliksi jakosääntö tai jännitteenjakosääntö.
Lyhyesti sanottuna se on nimetty VDR: ksi.
Jännitteenjakajan säännöt antavat käsityksen kaavamaisesta piirikaaviosta, sovellettavasta kaavasta ja sen johdannasta, jotta voidaan auttaa eri jännitevaatimuksissa piirin suunnittelussa.

Jännitteenjakajan määritelmä:

Se määritellään piiriksi, jota käytetään pienentämään jännitteen suuri arvo pienempään arvoon.

Se antaa vaadittu lähtöjännite murto-osana tulojännitteestä, jota voidaan muokata kaavan avulla.

Jännitteenjakajapiiri on piiri, joka jakaa yksittäisen jännitteen arvon useisiin lähtöarvoihin.

Luonto piirin piiristä:

Passiivinen (koska sillä ei ole aktiivisia elementtejä)
Lineaarinen käyttäytyminen (lähtö on lineaarisesti verrannollinen syöttöön)

Jännitteenjakajan kaaviot:

Kuva (a), Kuva (b) & Kuva (c) ovat jännitteenjakajapiiri kaaviot. Miksi kolme piiriä alla samaa sääntöä varten?
Joten vastaus, ne ovat vain yksi piiri, jolla on erilaiset järjestelyt ja lähdesymboli. Yksinkertaista niitä ja huomaat, että ne ovat samat sähköliitännöissä.

Analyysin ja jännitteenjakajan säännön kaava:

Kuva, joka esittää kahden vastuksen sisältävän jännitteenjakajan piirin peruskaavion:

Tämä on peruspiirikaavio, joka näyttää VDR: n ja sen kaavan. Tämä on hyvin soveltava piiri, ja kaavaa käytetään yleensä lähtöjännitteen laskemiseen kaikkialla piirien analysoinnissa.

Jännitteenjakajan johdannainen :

Tässä jännitesyöttö on V kytketty sarjaan vastuksen r1 ja r2 kanssa.

Ja virta ’i’ virtaa, vaikka ne aiheuttavat v1: n jännitehäviön r1: n ja v2: n jännitehäviön r2: n yli.
Koska tämä on suljettu piiri, virta, vaikka se kulkee, on sama.
johdettaessa lähtöjännitekaavoja meidän on sovellettava Ohmin lakia jokaisessa vastuksessa ja asettamalla arvot yhtälöön, jonka KCL (Kirchhoffin nykyinen laki) on saanut, kuten alla on esitetty askel askeleelta:

Ohmin lain mukaan saamme
v1 = i☓r1 ———- (I)
v2 = i☓r2 ———– (II)

Tästä syystä
i = V / (r1 + r2)

Korvaa ”i”: n arvo kohdissa (I) ja (II)
saamme,
v1 = r1☓ (V / (r1 + r2))
v2 = r2☓ (V / (r1 + r2))

(ilmoituksen perusteella muuttujien perusteleminen)
Myös
v1 = V☓ (r1 / (r1 + r2))
v2 = V☓ (r2 / (r1 + r2)) → (huomautus: v2 = Vout) → (III )

Johtopäätös jännitteenjakajapiiristä:

• Yhtälöstä → (III) voidaan sanoa, että lähtöjännite on yhtä suuri kuin jännitteen pudotus lähtövastuksessa (vastus) jonka yli otamme ulostuloa)
  (tarkista piiri 3 vastuksella sarjaan saadaksesi pisteen)
• Vastuksen arvot nimittäjässä eivät ole mitään muuta kuin vastaava vastus r1 ja r2, se voi olla r1 + r2 + r3 +… + rn, missä n vastusten lukumäärä.

Kuva jännitteenjakajasta, jossa on 3 vastusta ja sen vastineet:

Tässä piirissä (edellä olevan johdannaisten johtopäätöksen mukaisesti):
→ Kuten kuvassa 1, Vout1 on jännite vastusten R2 ja R3 yli

∴ekvivalenttinen sarjaresistanssi R2 ja R3 otetaan.

sama kuin kuvassa 1 (a)

→ Kuvassa 1 Vout2 on voltti ikä vain vastuksen R3 yli
taken otetaan vastaava sarjaresistanssi R3.

sama kuin kuvassa 1 (b)

Käytännöllinen esimerkki jännitteenjakajapiiristä (VDR) / FAQ:

Suunnittele jännitteenjakaja antamaan lähtöjännitteeksi 1,5 volttia vahvistimen esijännityksen suunnittelua varten. Annettu lähdejännite on 5 V.

Annettu → Vo = 1,5 V & Vin = 5 V
yhtälöstä → (III) tai yksinkertaistetusta kaavasta (etsi 1. viesti viestistä)

meillä on, Vo = Vin. (R2 / (R1 + R2))

Olettaen, että R1 = 1KΩ
laita kaikki arvot kaava: 1.5 = 5. (R2 / (1K + R2))
Saamme, R2 = 0.428KΩ

Suunnittele nyt piiri edellä esitetyllä tavalla !!!

Suunnittele jännitteenjakaja siten, että vertailulaitteelle annetaan eri lähtöjännite 3 volttia ja 6 volttia, koska tulojännitelähteen potentiaaliero on 9 volttia.

Koska sarjassa oleva sama vastus tarjoaa saman jännitepudotuksen jokaisessa vastuksessa.
∴ kysymyksen mukaan,

Vin = 9 volttia, Vout1 = 6 volttia ja Vout2 = 3 volttia

Tästä voimme päätellä, että pienin lähtö on 3 volttia ja toinen vaadittu lähtöjännite on 6 volttia.
Sitten voimme käyttää kolmea vastusta, joilla on sama arvo. (Sanotaan 1kΩ)
∴ R1 = R2 = R3 = 1kΩ suunnittelu on valmis.

Suunnittele jännitteenjakaja siten, että lähtöjännite on puolet tulosta. Annettu lähdejännite on 12 V.

Annettu → Vo = 1 / 2Vin & Vin = 12V

yksinkertaistettua kaavaa käyttämällä:
meillä on, Vo = Vin. (R2 / (R1 + R2))

Olettaen, että R1 = 10KΩ
laita kaikki arvot kaavaan ∴ 6 = 12. (R2 / (10K + R2))
Saamme, R2 = 10KΩ

Suunnittele nyt piiri näillä komponenteilla !!

Voimmeko soveltaa jännitteenjakosääntöä rinnakkaispiireihin?
Ei sinä ei voi soveltaa jännitteenjakajasääntöä rinnakkaispiirissä, koska sitä sovelletaan vain sarjaan kuuluviin vastuksiin. Ainoa syy siihen, että VDR on Ohmin lain muuttaminen.

Voivatko jännitteenjakosääntöä soveltaa vain vastuksiin?
Ei, sitä voidaan soveltaa mihin tahansa passiiviseen elementtiin, kuten kondensaattoriin ja induktoriin. Ainoa asia, jonka sinun on oletettava, on niiden impedanssi (Z).
Jännitteenjakajasäännön vastuksen sijasta sinun on käytettävä impedanssia muokatun impedanssiyhtälön kaavan kanssa.
Zr vastukselle, Zc kondensaattori, Zl induktorille.

Jännitteenjakajan säännön / piirin soveltaminen:

1) Se on käytetään esijännitepiirinä BJT-vahvistimessa.

2) Toimintovahvistimen takaisinkytkentäpiiri käyttää jännitteenjakosääntöä tulon ohjaamiseen ja jännitteen vahvistuksen ohjaamiseen.

3) Se on tärkeä vertailijan piiri, jota käytetään eri jännitteiden vertaamiseen riippumatta siitä, onko tietty jännite suurempi tai pienempi kuin vertailujännite.

4) Loogisen tason siirtymässä käytetään jännitteenjakajan kaavaa.

Bonusvinkit:

• Kun vastus R1 ja R2 ovat samat eli. saman arvon, lähtöjännite on täsmälleen puolet (50%) alkuperäisestä tulosta.
• Tämä piiri tarkoittaa myös, että se on hyödyllinen, jos meillä ei ole pienempää jännitelähdettä.
• Sitä voidaan käyttää muuntajan korvikkeena (vain ja vain, jos kuormalla on suuri resistiivinen impedanssi, meidän on käytettävä suuritehoisia vastuksia, esimerkiksi 3 W / 5 W, sitä käytetään käytännössä vähemmän, koska sillä on riski sähköiskusta)
• Huomasit sähköjohdon testerin (jännitteisen johtimen testeri), se ei ole muuta kuin jännitteenjakaja, jossa on vastus R1 ja vastus R2, joka korvataan korkean impedanssin matalaa virtaa kuluttavalla merkkivalolla.