전자 제품에서 전압 분배기 규칙은 간단하고 가장 중요합니다. 전자 회로 , 큰 전압을 작은 전압으로 변경하는 데 사용됩니다. 하나의 i / p 전압과 두 개의 직렬 저항을 사용하여 o / p 전압을 얻을 수 있습니다. 여기서 출력 전압은 i / p 전압의 일부입니다. 전압 분배기의 가장 좋은 예는 두 개의 저항이 직렬로 연결되어 있다는 것입니다. 저항기 쌍에 i / p 전압이 적용되고 둘 사이의 연결에서 o / p 전압이 나타납니다. 일반적으로 이러한 분배기는 전압의 크기를 줄이거 나 기준 전압을 생성하는 데 사용되며 낮은 주파수에서도 신호 감쇠기로 사용됩니다. DC 및 상대적으로 낮은 주파수의 경우 넓은 범위에 걸쳐 주파수 응답이 필요한 저항으로 만 만들어진 경우 전압 분배기가 적절하게 완벽 할 수 있습니다.
전압 분배기 규칙은 무엇입니까?
정의: 전자 분야에서 전압 분배기는 출력과 같은 입력 전압의 일부를 생성하는 데 사용되는 기본 회로입니다. 이 회로는 두 개의 저항으로 설계 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 전압 소스와 함께 수동 부품을 사용할 수 있습니다. 회로의 저항은 직렬로 연결할 수 있지만 전압 소스는 이러한 저항에 연결됩니다. 이 회로는 전위 분배기라고도합니다. 입력 전압은 회로의 두 저항 사이에 전송되어 전압 분할이 발생합니다.
전압 분배기 규칙을 언제 사용합니까?
전압 분배기 규칙은 솔루션을 단순화하기 위해 회로를 해결하는 데 사용됩니다. 이 규칙을 적용하면 간단한 회로도 완벽하게 해결할 수 있습니다.이 전압 분배기 규칙의 주요 개념은 '전압은 저항에 정비례하여 직렬로 연결된 두 저항 사이에 분배됩니다. 전압 분배기는 회로와 방정식이라는 두 가지 중요한 부분을 포함합니다.
다른 전압 분배기 회로도
전압 분배기는 일련의 두 저항에 걸친 전압 소스를 포함합니다. 아래에 표시된 다른 방식으로 그려진 다른 전압 회로를 볼 수 있습니다. 하지만 이것들은 다른 회로 항상 동일해야합니다.
전압 분배기 회로도
위의 다른 전압 분배기 회로에서 R1 저항은 입력 전압 Vin에 가장 가깝고 저항 R2는 접지 단자에 가장 가깝습니다. 저항 R2 양단의 전압 강하는 회로의 분할 전압 인 Vout이라고합니다.
전압 분배기 계산
두 개의 저항 R1과 R2를 사용하여 연결된 다음 회로를 고려해 보겠습니다. 가변 저항이 전압 소스 사이에 연결된 곳. 아래 회로에서 R1은 변수의 슬라이딩 접점과 음극 단자 사이의 저항입니다. R2는 양극 단자와 슬라이딩 접점 사이의 저항입니다. 이는 두 개의 저항 R1과 R2가 직렬로 연결되어 있음을 의미합니다.
2 개의 저항을 사용하는 전압 분배기 규칙
옴의 법칙에 따르면 V = IR
위의 방정식에서 다음 방정식을 얻을 수 있습니다.
V1 (t) = R1i (t) ……………… (I)
V2 (t) = R2i (t) ……………… (II)
Kirchhoff의 전압 법칙 적용
KVL은 회로에서 닫힌 경로 주변의 전압 대수 합이 0과 같을 때를 나타냅니다.
-V (t) + v1 (t) + v2 (t) = 0
V (t) = V1 (t) + v2 (t)
따라서
V (t) = R1i (t) + R2i (t) = i (t) (R1 + R2)
그 후
나는 (t) = v (t) / R1 + R2 ……………. (III)
I 및 II 방정식에서 III 대체
V1 (t) = R1 (v (t) / R1 + R2)
V (t) (R1 / R1 + R2)
V2 (t) = R2 (v (t) / R1 + R2)
V (t) (R2 / R1 + R2)
위의 회로는 저항에 정비례하는 두 저항 사이의 전압 분배기를 보여줍니다. 이 전압 분배기 규칙은 3 개 이상의 저항으로 설계된 회로로 확장 할 수 있습니다.
3 개의 저항을 사용하는 전압 분배기 규칙
위의 두 저항 회로에 대한 전압 분할 규칙
V1 (t) = V (t) R1 / R1 + R2 + R3 + R4
V2 (t) = V (t) R2 / R1 + R2 + R3 + R4
V3 (t) = V (t) R3 / R1 + R2 + R3 + R4
V4 (t) = V (t) R4 / R1 + R2 + R3 + R4
전압 분배기 방정식
전압 분배기 규칙 방정식은 위의 회로에서 세 가지 값을 알고있을 때 입력 전압과 두 저항 값을 받아들입니다. 다음 방정식을 사용하여 출력 전압을 찾을 수 있습니다.
Vault = Vin. R2 / R1 + R2
위의 방정식은 Vout (o / p 전압)이 Vin (입력 전압)과 두 저항 R1 및 R2의 비율에 정비례 함을 나타냅니다.
저항 전압 분배기
이것은 설계하고 이해하기 매우 쉽고 간단한 회로입니다. 수동 전압 분배기 회로의 기본 유형은 직렬로 연결된 두 개의 저항으로 구축 할 수 있습니다. 이 회로는 전압 분배기 규칙을 사용하여 모든 직렬 저항의 전압 강하를 측정합니다. 저항 전압 분배기 회로는 다음과 같습니다.
저항 분배기 회로에서 R1 및 R2와 같은 두 개의 저항은 직렬로 연결됩니다. 따라서 이러한 저항의 전류 흐름은 동일합니다. 따라서 모든 저항에 전압 강하 (I * R)를 제공합니다.
저항하는 유형
전압 소스를 사용하여 전압 공급이이 회로에 적용됩니다. 이 회로에 KVL & Ohms 법칙을 적용하여 저항의 전압 강하를 측정 할 수 있습니다. 따라서 회로의 전류 흐름은 다음과 같이 주어질 수 있습니다.
KVL 적용
VS = VR1 + VR2
옴의 법칙에 따라
VR1 = 나는 x R1
VR2 = 나는 x R2
VS = 나 x R1 + 나 x R2 = 나 (R1 + R2)
나는 = VS / R1 + R2
직렬 회로를 통한 전류의 흐름은 옴의 법칙에 따라 I = V / R입니다. 따라서 전류의 흐름은 두 저항에서 동일합니다. 이제 회로의 R2 저항에서 전압 강하를 계산할 수 있습니다.
IR2 = VR2 / R2
대 / (R1 + R2)
VR2 = 대 (R2 / R1 + R2)
마찬가지로 R1 저항의 전압 강하는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
IR1 = VR1 / R1
대 / (R1 + R2)
VR1 = 대 (R1 / R1 + R2)
용량 성 전압 분배기
용량 성 전압 분배기 회로는 AC 전원과 직렬로 연결된 커패시터에서 전압 강하를 생성합니다. 일반적으로 이들은 낮은 출력 전압 신호를 제공하기 위해 매우 높은 전압을 줄이는 데 사용됩니다. 현재 이러한 구분선은 터치 스크린 기반 태블릿, 모바일 및 디스플레이 장치에 적용 할 수 있습니다.
저항성 전압 분배기 회로와는 달리, 용량 성 전압 분배기는 정현파 AC 전원에서 작동합니다. 커패시터 간의 전압 분배는 커패시터 리액턴스 (X씨) AC 공급 장치의 주파수에 따라 다릅니다.
용량 유형
용량 성 리액턴스 공식은 다음과 같이 유도 할 수 있습니다.
Xc = 1 / 2πfc
어디:
Xc = 용량 성 리액턴스 (Ω)
π = 3,142 (숫자 상수)
ƒ = 헤르츠 (Hz) 단위로 측정 된 주파수
C = 패럿 단위로 측정 된 커패시턴스 (F)
각 커패시터의 리액턴스는 전압과 AC 전원의 주파수로 측정 할 수 있으며 모든 커패시터에서 등가 전압 강하를 얻기 위해 위의 방정식으로 대체 할 수 있습니다. 용량 성 전압 분배기 회로는 다음과 같습니다.
직렬로 연결된 이러한 커패시터를 사용하면 전압 소스에 연결되면 리액턴스 측면에서 모든 커패시터의 RMS 전압 강하를 확인할 수 있습니다.
Xc1 = 1 / 2πfc1 & Xc2 = 1 / 2πfc2
엑스CT= XC1+ XC2
VC1= Vs (XC1/ XCT)
VC2= Vs (XC2/ XCT)
용량 성 분배기는 DC 입력을 허용하지 않습니다.
AC 입력에 대한 간단한 용량 방정식은 다음과 같습니다.
금고 = (C1 / C1 + C2) .Vin
유도 전압 분배기
유도 전압 분배기는 코일에 전압 강하를 생성합니다. 그렇지 않으면 인덕터가 AC 전원에 직렬로 연결됩니다. 이는 코일로 구성되며 단일 권선은 부품 중 하나에서 o / p 전압이 수신 될 때마다 두 부분으로 분리됩니다.
이 유도 전압 분배기의 가장 좋은 예는 2 차 권선이있는 여러 태핑 지점을 포함하는 자동 변압기입니다. 두 인덕터 사이의 유도 전압 분배기는 XL로 표시된 인덕터의 리액턴스를 통해 측정 할 수 있습니다.
유도 유형
유도 성 리액턴스 공식은 다음과 같이 유도 할 수 있습니다.
XL = 1 / 2πfL
'XL'은 옴 (Ω) 단위로 측정되는 유도 리액턴스입니다.
π = 3,142 (숫자 상수)
‘ƒ’는 헤르츠 (Hz) 단위로 측정 된 주파수입니다.
‘L’은 Henries (H)로 측정 한 인덕턴스입니다.
두 인덕터의 리액턴스는 AC 전원의 주파수와 전압을 알고 전압 분배기 법칙을 통해이를 활용하여 모든 인덕터의 전압 강하를 아래에 표시하면 계산할 수 있습니다. 유도 전압 분배기 회로는 아래와 같습니다.
회로에서 직렬로 연결된 두 개의 인덕터를 사용하여 전압 소스에 연결되면 리액턴스 측면에서 모든 커패시터의 RMS 전압 강하를 측정 할 수 있습니다.
엑스L1= 2πfL1 & XL2= 2πfL2
엑스LT = 엑스L1+ XL2
VL1 = 대 ( 엑스L1/ XLT)
VL2 = 대 ( 엑스L2/ XLT)
AC 입력은 인덕턴스에 따라 유도 분배기로 분할 할 수 있습니다.
Vout = (L2 / L1 + L2) * Vin
이 방정식은 상호 작용하지 않는 인덕터에 대한 것이며 자동 변압기의 상호 인덕턴스가 결과를 변경합니다. DC 입력은 저항 분배기 규칙에 따라 요소의 저항에 따라 분할 될 수 있습니다.
전압 분배기 예제 문제
전압 분배기 예제 문제는 위의 저항성, 용량 성 및 유도 성 회로를 사용하여 해결할 수 있습니다.
1). 가변 저항의 총 저항이 12Ω이라고 가정 해 보겠습니다. 슬라이딩 접점은 저항이 4Ω과 8Ω으로 나뉘는 지점에 위치합니다. 가변 저항은 2.5V 배터리에 연결됩니다. 가변 저항기의 4Ω 섹션에 연결된 전압계에 나타나는 전압을 살펴 보겠습니다.
전압 분배기 규칙에 따르면 전압 강하는 다음과 같습니다.
Vout = 2.5Vx4 Ohms / 12Ohms = 0.83V
2). 두 커패시터 C1-8uF 및 C2-20uF가 회로에서 직렬로 연결되면 80Hz RMS 공급 및 80V에 연결될 때 모든 커패시터에서 RMS 전압 강하를 계산할 수 있습니다.
Xc1 = 1 / 2πfc1
1 / 2 × 3.14x80x8x10-6 = 1 / 4019.2 × 10-6
= 248.8 옴
Xc2 = 1 / 2πfc2
1 / 2 × 3.14x80x20x10-6 = 1/10048 x10-6
= 99.52 옴
XCT = XC1 + XC2
= 248.8 + 99.52 = 348.32
VC1 = Vs (XC1 / XCT)
80 (248.8 / 348.32) = 57.142
VC2 = Vs (XC2 / XCT)
80 (99.52 / 348.32) = 22.85
삼). 2 개의 인덕터 L1-8 mH 및 L2-15 mH가 직렬로 연결되면 40V, 100Hz RMS 전원에 연결되면 모든 커패시터의 RMS 전압 강하를 계산할 수 있습니다.
XL1 = 2πfL1
= 2 × 3.14x100x8x10-3 = 5.024 옴
XL2 = 2πfL2
= 2 × 3.14x100x15x10-3
9.42 옴
XLT = XL1 + XL2
14.444 옴
VL1 = 대 (XL1 / XLT)
= 40 (5.024 / 14.444) = 13.91 볼트
VL2 = Vs (XL2 / XLT)
= 40 (9.42 / 14.444) = 26.08 볼트
분배기 네트워크의 전압 탭핑 포인트
저항의 수가 회로의 전압 소스 Vs에 직렬로 연결되면 다양한 전압 탭핑 지점이 A, B, C, D 및 E로 간주 될 수 있습니다.
회로의 총 저항은 8 + 6 + 3 + 2 = 19kΩ과 같은 모든 저항 값을 더하여 계산할 수 있습니다. 이 저항 값은 전압 공급 (VS)을 생성하는 회로 전체의 전류 흐름을 제한합니다.
저항의 전압 강하를 계산하는 데 사용되는 다른 방정식은 VR1 = VAB,
VR2 = VBC, VR3 = VCD, VR4 = VDE.
모든 태핑 포인트의 전압 레벨은 GND (0V) 단자와 관련하여 계산됩니다. 따라서 'D'지점의 전압 레벨은 VDE와 동일하고 'C'지점의 전압 레벨은 VCD + VDE와 동일합니다. 여기서 'C'지점의 전압 레벨은 두 저항 R3 및 R4에서 두 전압 강하의 양입니다.
따라서 적절한 저항 값 세트를 선택하여 일련의 전압 강하를 만들 수 있습니다. 이러한 전압 강하는 전압에서만 얻은 상대 전압 값을 갖습니다. 위의 예에서 전압 공급 장치의 음극 단자 (VS)가 접지 단자에 연결되어 있으므로 모든 o / p 전압 값은 양수입니다.
전압 분배기의 응용
그만큼 전압 분배기의 응용 다음을 포함하십시오.
- 전압 분배기는 회로에서 특정 전압을 떨어 뜨려 전압이 조절되는 곳에서만 사용됩니다. 주로 에너지 효율을 심각하게 고려할 필요가없는 시스템에서 주로 사용됩니다.
- 일상 생활에서 가장 일반적으로 전압 분배기는 전위차계에 사용됩니다. 전위차계의 가장 좋은 예는 음악 시스템과 라디오 트랜지스터 등에 부착 된 볼륨 튜닝 노브입니다. 전위차계의 기본 설계에는 위에 표시된 3 개의 핀이 포함되어 있습니다. 두 개의 핀은 전위차계 내부에있는 저항에 연결되고 나머지 핀은 저항을 미끄러지는 와이 핑 접점으로 연결됩니다. 누군가 전위차계의 손잡이를 변경하면 전압 분배기 규칙에 따라 안정적인 접점과 와이 핑 접점에 전압이 표시됩니다.
- 전압 분배기는 증폭기에서 활성 장치의 전압 측정 및 바이어스를 위해 신호 레벨을 조정하는 데 사용됩니다. 멀티 미터 및 Wheatstone 브리지에는 전압 분배기가 포함됩니다.
- 전압 분배기를 사용하여 센서의 저항을 측정 할 수 있습니다. 전압 분배기를 형성하기 위해 센서는 알려진 저항과 직렬로 연결되고 알려진 전압이 분배기에 적용됩니다. 그만큼 아날로그-디지털 변환기 마이크로 컨트롤러의 탭 전압을 측정 할 수 있도록 분배기의 중앙 탭에 연결됩니다. 알려진 저항을 사용하여 측정 된 전압 센서 저항을 계산할 수 있습니다.
- 전압 분배기는 센서, 전압 측정, 로직 레벨 이동 및 신호 레벨 조정에 사용됩니다.
- 일반적으로 저항 분배기 규칙은 주로 기준 전압을 생성하는 데 사용되며 그렇지 않으면 전압 크기를 줄여 측정이 매우 간단합니다. 또한 이들은 저주파에서 신호 감쇠기로 작동합니다.
- 극히 적은 주파수와 DC의 경우에 사용됩니다.
- 부하 커패시턴스 및 고전압 측정을 보상하기 위해 전력 전송에 사용되는 용량 성 전압 분배기.
이게 다야 전압 분할에 대해 이 규칙은 AC 및 DC 전압 소스 모두에 적용됩니다. 또한,이 개념 또는 전자 및 전기 프로젝트 , 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 의견을 보내주세요. 전압 분배기 규칙의 주요 기능은 무엇입니까?
