Поделувач на напон за стабилизација на напон
Секој новодојден во електрониката во одреден момент ќе се справи со разделувач на напон (сериско коло на отпорници). Особено, студентскиот студент или приправник тогаш ќе се справи со идејата дека разделувачот на напон треба да биде добро прилагоден да „подели“ голем напон на помал напон со цел да го работи како извор на напон за друго коло.
Познавачот по електроника ќе плеска со рацете над главата на оваа мисла. Не, тоа треба да се каже тука, разделувачот на напон кој се состои од два или повеќе отпорници не е погоден за градење стабилно напојување.
Зошто делител на напон не е соодветен за генерирање помал напон?
Следните размислувања се теоретски по природа и се засноваат на математички пресметки. Математика затоа што го прави многу лесно да се покаже што се случува во колото за разделување на напон.
Со оглед на вкупниот напон од 9V. Ова одговара на излезниот напон на 9V блок батерија. Сосема е можно почетник за електроника да користи таква батерија за своите први обиди за ракотворби. Даден е и напон од 5V, што одговара на работен напон и напонското ниво на TTL-кола. Целта е да се претвори напон од 9V во напон од 5V.
Во овој момент сè уште е релативно лесно да се направи. Земате два отпорници и ги избирате нивните вредности така што вкупниот напон од 9V е поделен на 4V и 5V. Ајде да си го олесниме тоа и да земеме отпор од 400 оми и 500 оми. Според законот за сериска врска, вкупниот напон Uges е поделен на двата парцијални отпорници R1 и R2. Тензиите се однесуваат како придружните отпори. Повеќето од вкупниот напон паѓа при најголем отпор. Помалиот дел од вкупниот напон паѓа при најмал отпор.
Тоа значи:
- R1 = 400 Ohm/U1 = 4 V
- R2 = 500 оми/U2 = 5 В.
За жал, овие отпорници со вредности 400 и 500 оми не постојат. За да ги постигнете овие вредности, ќе треба да создадете ланец од индивидуални отпорници и да го допрете напонот од 5V на вистинското место. Значи, потребна е рачна работа.
Но, да претпоставиме дека ги генериравме вредностите на отпор со два прилагодливи отпорници (потенциометри со по 1 kOhm).
Значи, сега навистина успеавме да го поставиме посакуваниот напон. Но, само напнатоста не е доволна. Овој напон треба да нè снабди со струја. Тоа значи дека треба да се запрашаме колку струја користи следното коло. Секој што сака да напојува коло со напојување, треба да се справи со ова прашање. Ако колото за напојување не може да напојува доволно струја, колото за потрошувачка на енергија никогаш нема да работи.
Само да претпоставиме дека колото што троши енергија користи 50 mA. За да ја поедноставиме претставата и понатамошните пресметки, го намалуваме колото што троши енергија на отпорник.
Затоа струјното коло кое троши струја има еквивалентен отпор од 100 оми.
Ако подетално го разгледате разделувачот на натоварен напон, можете да видите мешано коло. Паралелно поврзување на два отпорници, кои пак се поврзани во серија со друг отпорник.
Ова значи дека колото се менува од сериско коло во мешано коло на паралелно коло (R2 || RL) и сериско коло (R1 + (R2 || RL)).
Ова ги има следните последици: Растоварот за истоварување на напон е вчитан. И ова ја менува целата дистрибуција на напон и струја во рамките на колото. Претходните пресметки се застарени.
Струјата I1 веќе не тече само низ отпорникот R2. Тековната I1 е поделена на I2 (преку R2) и IL (преку RL).
Што значи ова за односите на напон кај отпорниците R1 и R2 || RL? Тие се менуваат. Ако вредноста на отпорот RL се менува постојано, се менуваат и односите на напон. Ова е нормално во коло во кое не е запалена само една ЛЕР.
Ова значи: Поделувачот на напон е несоодветен за напојување.
Но, посветениот хобист за електроника не се задоволува така лесно. Некако мора да работи.
Услови за користење на делител на напон како снабдувач на напон
- Вкупниот напон од 9V мора да биде точен и стабилен. Бидејќи напонот се намалува како што се намалува капацитетот на батеријата, ова има фатални ефекти врз димензионирањето на разделувачот на напон. Наместо батерија, користите фиксно напонско напојување.
- Вистинските отпори на пресметаните вредности на отпор не смеат да имаат никаква толеранција, инаку не може да се придржуваат кон пресметаните вредности на напон и струја. Резултатот е дека напонот или напојувањето на следното коло веќе не можат да се одржуваат.
- Струјата на оптоварување извлечена од следното коло мора секогаш да биде иста. Струјата никогаш не смее да флуктуира.
Да сакате да ги задржите овие услови во реалноста, би било исто како да се обидете да поставите две топки една врз друга.
Стабилизацијата на напонот со разделувач на напон е апсолутна глупост. Условите што се потребни за разделувачот на напон се превисоки. Тешко е можно да се задржат. Ретко кое коло може да се развие на таков начин што секогаш црпи точно иста струја. Заради термички промени, секогаш има промени во струјата и напонот во рамките на колото. Особено кога компонентите на полупроводникот се меѓусебно поврзани.
Која е работата на разделувачот на напон?
Обично ви треба делител на напон со цел да се произведе одреден потенцијал на напон што е под работниот напон. Ако поделениот напон сега се прислушува и последователниот дел од колото има многу низок отпор (мал отпор), таму тече струен IL. И со тоа, се менува и односот на напон кај отпорниците R1 и R2. Но, бидејќи ние всушност сакаме да имаме потенцијален фиксен напон, имаме проблем. Ова се решава со димензионирање на колото што го следи разделувачот на напон, така што има голем отпор на влезната страна. Голем отпор значи мала струја. И како резултат, напнатоста речиси не се менува.