Partitori di tensione e di corrente

Partitore di tensione

Nell'ingegneria elettrica vengono utilizzati molto spesso i divisori di tensione, il cui funzionamento può essere verificato applicando la regola di distribuzione della tensione. La figura mostra i circuiti divisori di tensione utilizzati per ridurre una data tensione di alimentazione (ad es. 4, 6, 12 o 220 V) a qualsiasi tensione inferiore.

Riso. 1. Circuiti divisori di tensione

Nei dispositivi elettrici elettrici, così come durante le misurazioni, a volte è necessario ottenere più tensioni di un certo valore da una sorgente. I divisori di tensione sono spesso (e specialmente nella tecnologia a bassa corrente) chiamati potenziometri.

La tensione parziale variabile si ottiene spostando il contatto strisciante di un reostato o altro tipo di resistenza. La tensione parziale a valore costante può essere ottenuta spingendo il resistore oppure può essere ascoltata dalla giunzione di due resistori separati.

Con l'aiuto del contatto strisciante, la tensione parziale richiesta per il ricevitore con una resistenza (resistenza di carico) può essere modificata senza problemi, mentre il contatto strisciante fornisce il collegamento in parallelo delle resistenze da cui viene rimossa la tensione parziale.

I resistori vengono utilizzati come parte del partitore di tensione per ottenere un valore di tensione fisso. In questo caso la tensione di uscita Uout è collegata all'ingresso Uin (escludendo l'eventuale resistenza di carico) tramite il seguente collegamento:

Uout = Uin x (R2 / R1 + R2)

Riso. 2. Partitore di tensione

Un esempio. Utilizzando un divisore resistivo, è necessario ottenere una tensione di 1 V in un carico di 100 kOhm da una sorgente CC da 5 V. Il rapporto di divisione della tensione richiesto è 1/5 = 0,2. Utilizziamo un separatore il cui schema è riportato in fig. 2.

La resistenza dei resistori R1 e R2 dovrebbe essere significativamente inferiore a 100 kΩ. In questo caso, nel calcolo del divisore, la resistenza al carico può essere trascurata.

Pertanto, R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2

R2 = 0.2R1 + 0.2R2.

R1 = 4R2

Pertanto, puoi scegliere R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. La resistenza R1 si ottiene collegando in serie resistori standard da 1,8 e 2,2 kOhm, realizzati sulla base di un film metallico con una precisione di ± 1% (potenza 0,25 W).

Va ricordato che il divisore stesso consuma corrente dalla sorgente primaria (in questo caso 1 mA) e questa corrente aumenterà al diminuire della resistenza dei resistori del divisore.

È necessario utilizzare resistori ad alta precisione per ottenere il valore di tensione specificato.

Lo svantaggio di un semplice partitore di tensione del resistore è che con una variazione della resistenza di carico, la tensione di uscita (Uout) del partitore cambia. Per ridurre l'influenza del carico su U, si dovrebbe scegliere la velocità R2 almeno 10 volte inferiore alla resistenza di carico minima.

È importante ricordare che al diminuire della resistenza dei resistori R1 e R2, aumenta la corrente assorbita dalla sorgente di tensione di ingresso. Normalmente, questa corrente non dovrebbe superare 1-10 mA.

Divisore corrente

I resistori vengono utilizzati anche per dirigere una data porzione della corrente totale al corrispondente braccio del divisore. Ad esempio, nello schema di fig. 3 corrente Az fa parte della corrente totale Azv determinata dalle resistenze dei resistori R1 e R2, cioè possiamo scrivere che Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)

Un esempio. Il puntatore del misuratore devia a fondo scala se la corrente CC nella bobina mobile è di 1 mA. La resistenza attiva dell'avvolgimento della bobina è di 100 ohm Calcolare la resistenza shunt di misura in modo che il puntatore del dispositivo devii al massimo con una corrente di ingresso di 10 mA (vedi Fig. 4).

Riso. 3. Divisore corrente

Riso. 4.

Il rapporto di divisione corrente è dato dal rapporto:

Iout / Iout = 1/10 = 0.1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ohm

Perciò,

0.1R1 + 0.1R2 = R1

0.1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 ohm

La resistenza richiesta del resistore R1 può essere ottenuta collegando in serie due resistori a film spesso standard da 9,1 e 2 ohm con una precisione di ± 2% (0,25 W). Si noti ancora che in Fig. 3 resistenza R2 è resistenza interna del dispositivo di misura.

È necessario utilizzare resistori ad alta precisione (± 1%) per garantire una buona precisione nella divisione delle correnti.