Odporový dělič napětí, výpočet, obvod, kalkulátor
Odporový dělič napětí je jedním ze základních návrhů v elektronice, bez kterého se žádné zařízení neobejde. Výběr odporů nastavuje požadované provozní režimy. Typicky tato konstrukce obsahuje dva odpory. Jeden je umístěn mezi vstupem a výstupem obvodu. Druhý rezistor je připojen na jednom konci ke společnému vodiči a na druhém k výstupu obvodu, čímž je zkratován. Funguje také jako zátěž pro zdroj připojený ke vstupu.
Vzorec pro dělič napětí
Výpočet lze provést pomocí vzorců vyplývajících z Ohmova zákona. Jaké bude U na výstupu zařízení zjistíte, pokud znáte vstup, stejně jako odpor obou rezistorů. Můžete také vyřešit inverzní problém, například vypočítat napětí, které bude získáno na výstupu se známými odpory rezistorů.
Chcete-li vypočítat odporový dělič, musíte:
- Označte rezistor umístěný blíže ke vstupu děliče jako R1.
- Označte rezistor umístěný blíže k výstupu děliče jako R2.
- Proudy protékající odpory jsou označeny jako I1 a I2 a vstupní a výstupní napětí jsou označeny jako UIN a UOUT.
- Mezilehlý vzorec bude mít následující tvar: UOUT=I2*R2.
- Pokud předpokládáme, že síly obou proudů jsou stejné, pak vzorec pro určení proudu protékajícího obvodem bude vypadat takto: I=UВХ/R1+R2.
- Výsledný vzorec má následující tvar: UOUT=R2*(UIN/R1+R2).
Z toho je zřejmé, že výstupní napětí bude vždy menší než vstupní. Záleží na samotných rezistorech. Čím větší je odpor R1 a síla protékajícího proudu, tím menší bude UOUT. Naopak, tím více odpor R2, zapojený mezi výstup a společný vodič, tím větší bude UOUT. Pokud má zmíněný odpor tendenci k nekonečnu, pak se UOUT bude téměř rovnat vstupu. Čím větší proud prochází odpory, tím menší bude UOUT. Při vysokých proudech se tedy odporový dělič stává neúčinným kvůli silnému poklesu napětí.
Online kalkulačky
S jejich pomocí můžete vypočítat dělič napětí na rezistorech online. V tomto případě mohou být vstupními údaji: vstupní napětí a oba odpory. Kalkulačka „Online Voltage Divider“ provede všechny potřebné operace podle uvedeného vzorce a zobrazí hodnoty požadovaných parametrů. Výpočet dělič napětí na rezistorech online usnadňuje vývoj mnoha elektronických obvodů, umožňuje dosáhnout požadovaných režimů a správného provozu zařízení.
Typy rozdělovačů
Nejběžnější a charakteristický z nich je potenciometr. Jedná se o standardní proměnný rezistor. Uvnitř je mašle, na které je nanesena vodivá vrstva. Po ní klouže kontakt, který rozděluje odpor na dvě části. Potenciometr má tedy tři vývody, z nichž dva jsou připojeny k samotnému rezistoru a třetí k posunutému jezdci.
Zdroj proudu je připojen ke dvěma vnějším svorkám potenciometru a UOUT bude odstraněn ze svorky motoru a společného vodiče. Podle tohoto schématu jsou například uspořádány ovladače hlasitosti a tónu v různých audio zařízeních. Při posunutí jezdce do nejnižší polohy se UOUT bude rovnat nule a v opačné situaci se bude rovnat vstupu. Pokud posunete posuvník, napětí se bude plynule měnit od nuly po vstup.
Vlastnosti děličů se využívají i při konstrukci odporových snímačů. Jedním z jejich prvků může být například fotorezistor, který mění svůj odpor v závislosti na osvětlení. Existují další snímače, které převádějí fyzikální vlivy na změny odporu: termistory, snímače tlaku, snímače zrychlení. Děliče založené na nich se používají ve spojení s analogově-digitálními převodníky k měření a sledování nejvíce různé velikosti v průmyslu a každodenním životě: teplota, rychlost otáčení.
Příkladem je obvod pro určení úrovně osvětlení. Poslední část je zapojena mezi výstup a společný vodič (R2 ve vzorci). Pro rozšíření mezí změny napětí je obvod doplněn o konstantní odpor (ve vzorci R1). Na jeho výstup je připojen mikrokontrolér analogově-digitální převodník. Čím silnější je osvětlení fotorezistoru, tím nižší je UOUT, protože je zapojen mezi výstup konstrukce a zem a odvádí jej.