เฮ้ผู้ที่ชื่นชอบอิเล็กทรอนิกส์! ในฐานะซัพพลายเออร์ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ฉันรู้สึกแย่มากที่จะดำดิ่งสู่โลกของวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ากับคุณ วงจรเล็ก ๆ เหล่านี้เป็นเหมือนวีรบุรุษที่ไม่ได้รับการคัดเลือกของอาณาจักรอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในการใช้งานทุกประเภท ดังนั้นเรามาม้วนแขนเสื้อของเราและหาวิธีการทำงาน!
ก่อนอื่นวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าคืออะไร? มันเป็นวงจรที่เรียบง่าย แต่ทรงพลังที่ใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตและแบ่งออกเป็นแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กและจัดการได้มากขึ้น คิดว่ามันเป็นวิธีที่จะแบ่งปัน "น้ำผลไม้" ไฟฟ้าในลักษณะที่ควบคุมได้ การตั้งค่าพื้นฐานประกอบด้วยตัวต้านทานสองตัวขึ้นไปที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมข้ามแหล่งแรงดันไฟฟ้า
เริ่มต้นด้วยรูปแบบที่ง่ายที่สุดของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า: วงจรที่มีตัวต้านทานเพียงสองตัว รูปภาพนี้: คุณมีแบตเตอรี่ซึ่งเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าของคุณและตัวต้านทานสองตัวคือ R1 และ R2, เชื่อมต่อปลาย - ถึง - สิ้นสุด ขั้วบวกของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับปลายด้านหนึ่งของ R1 และขั้วลบเชื่อมต่อกับปลายอีกด้านของ R2 จุดที่ R1 และ R2 พบกันคือที่ที่เราสามารถแตะลงในแรงดันไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจง
หลักการสำคัญที่อยู่เบื้องหลังการทำงานของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกฎหมายของโอห์ม กฎหมายของโอห์มระบุว่า v = ir ที่ v คือแรงดันไฟฟ้าฉันเป็นปัจจุบันและ r คือการต่อต้าน ในวงจรซีรีย์กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวจะเหมือนกัน ดังนั้นความต้านทานทั้งหมด (RT) ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานสองตัวคือผลรวมของความต้านทานส่วนบุคคลเช่น RT = R1 + R2
กระแสไฟฟ้า (i) ที่ไหลผ่านวงจรสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร I = VIN/RT โดยที่ VIN คือแรงดันไฟฟ้าอินพุตจากแบตเตอรี่ เมื่อเรารู้กระแสเราสามารถค้นหาแรงดันไฟฟ้าในตัวต้านทานแต่ละตัว แรงดันไฟฟ้าทั่ว R1 (V1) มอบให้โดย V1 = I × R1 และแรงดันไฟฟ้าทั่ว R2 (V2) จะได้รับจาก V2 = I × R2
แต่สิ่งที่เจ๋งจริงๆคือเราสามารถคำนวณแรงดันเอาต์พุต (VOUT) ที่ทางแยกของตัวต้านทานทั้งสองโดยไม่ต้องหากระแสแรก สูตรสำหรับแรงดันเอาต์พุตของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานสอง - ตัวต้านทานคือ vout = vin × (r2/(r1 + r2)) ซึ่งหมายความว่าโดยการเลือกค่าที่ถูกต้องของ R1 และ R2 เราจะได้รับแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการซึ่งน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต
ตัวอย่างเช่นหากเรามีแรงดันไฟฟ้าอินพุต 10 โวลต์และเราต้องการแรงดันเอาต์พุต 5 โวลต์เราสามารถเลือก R1 และ R2 ให้เท่ากัน สมมติว่า r1 = r2 = 100 โอห์ม การใช้สูตร vout = vin × (r2/(r1 + r2)) เรามี vout = 10 × (100/(100 + 100)) = 5 โวลต์
ตอนนี้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าไม่ได้ จำกัด เพียงสองตัวต้านทานเท่านั้น คุณสามารถมีวงจรที่มีตัวต้านทานสามสี่หรือมากขึ้นเชื่อมต่อเป็นอนุกรม หลักการยังคงเหมือนเดิม แต่การคำนวณมีส่วนร่วมมากขึ้นเล็กน้อย ในการค้นหาแรงดันไฟฟ้าในตัวต้านทานใด ๆ โดยเฉพาะในตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบหลายตัวต้านทานคุณจะคำนวณความต้านทานทั้งหมดของตัวต้านทานทั้งหมดในวงจร จากนั้นคุณจะพบกระแสที่ไหลผ่านวงจรโดยใช้กฎของโอห์ม ในที่สุดคุณคำนวณแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานที่น่าสนใจโดยใช้ V = IR
หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่พบบ่อยที่สุดของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าคือในวงจรเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์จำนวนมากเช่นเซ็นเซอร์แสงหรือเซ็นเซอร์อุณหภูมิสร้างแรงดันเอาต์พุตที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปริมาณทางกายภาพที่วัดได้ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสามารถใช้ในการขยายแรงดันเอาต์พุตนี้เป็นระดับที่สามารถอ่านได้อย่างง่ายดายโดยไมโครคอนโทรลเลอร์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ
การใช้งานที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือในทรานซิสเตอร์การให้น้ำหนัก ทรานซิสเตอร์เป็นเหมือนการสร้างบล็อกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและพวกเขาจำเป็นต้องมีอคติอย่างถูกต้องในการทำงานอย่างถูกต้อง ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสามารถใช้เพื่อให้ปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมกับฐานของทรานซิสเตอร์ซึ่งควบคุมการทำงาน
ตอนนี้เรามาพูดถึงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บางส่วนที่มักใช้ในวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าและแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เรานำเสนอส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูงเช่นตัวเก็บประจุเริ่มต้น CBB61 AC- ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการเริ่มต้นมอเตอร์ AC โดยให้พลังงานเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษเพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้
เรายังมีตัวเก็บประจุมอเตอร์ CBB65 AC- ตัวเก็บประจุเหล่านี้ใช้สำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่องในมอเตอร์ AC ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของมอเตอร์ และถ้าคุณกำลังมองหาตัวเก็บประจุเริ่มต้นของเราตัวเก็บประจุเริ่มต้น CD60เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม มันถูกออกแบบมาเพื่อให้พัลส์พลังงานสูงเพื่อเริ่มมอเตอร์อย่างรวดเร็วและน่าเชื่อถือ
เมื่อออกแบบวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาบางสิ่ง อันดับแรกการจัดอันดับพลังงานของตัวต้านทาน คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวต้านทานสามารถจัดการกับพลังงานที่กระจายไปในวงจรโดยไม่ต้องมีความร้อนสูงเกินไป พลังงานที่กระจายในตัวต้านทานจะได้รับจาก p = i²r
นอกจากนี้ความทนทานของตัวต้านทานอาจส่งผลต่อความแม่นยำของแรงดันเอาต์พุต ตัวต้านทานมีความอดทนที่ระบุซึ่งหมายความว่าความต้านทานที่แท้จริงของพวกเขาอาจแตกต่างกันภายในเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดของค่าที่กำหนด หากคุณต้องการแรงดันเอาต์พุตที่แม่นยำมากคุณอาจต้องใช้ตัวต้านทานที่มีความอดทนต่ำ
โดยสรุปวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ามีประโยชน์และหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ พวกเขาช่วยให้เราใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงและแปลงเป็นแรงดันเอาต์พุตที่ต่ำกว่าและมีประโยชน์มากขึ้น ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการงานอดิเรกที่เรียบง่ายหรือแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนทำความเข้าใจว่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าทำงานเป็นสิ่งจำเป็นอย่างไร
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพสูงสำหรับวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของคุณหรือโครงการอื่น ๆ เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วย เรามีส่วนประกอบให้เลือกมากมายเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณและทีมงานของเราพร้อมที่จะให้คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญเสมอ ดังนั้นอย่าลังเลที่จะเข้าถึงและเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับข้อกำหนดการจัดซื้อของคุณ เรารอคอยที่จะได้ร่วมงานกับคุณ!
การอ้างอิง
- Boylestad, RL, & Nashelsky, L. (2010) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทฤษฎีวงจร เพียร์สัน
- Sedra, As, & Smith, KC (2015) วงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด