Divisor de tensió per resistències, condensadors i inductors

Per obtenir un valor de tensió fix igual a una fracció del valor inicial, s'utilitzen divisors de tensió en circuits elèctrics. Els divisors de tensió poden constar de dos o més elements, que poden ser resistències o reactàncies (condensadors o inductors).

Divisor de tensió - una combinació de resistències que serveix per dividir el voltatge d’entrada en parts.

En la seva forma més simple, el divisor de tensió està representat per un parell de seccions del circuit elèctric connectades en sèrie entre si, que s’anomenen espatlles del divisor. El braç superior és la secció que es situa entre el punt de tensió positiva i el punt de connexió seleccionat de les seccions, i el braç inferior és la secció entre el punt de connexió (punt seleccionat, punt zero) i el fil comú.

Divisors de tensió de resistència

Per descomptat, els divisors de tensió es poden utilitzar tant en circuits de corrent directe com en circuits de corrent altern. Els divisors de resistència són adequats per a tots dos circuits, però només s’utilitzen en circuits de baixa tensió. Per alimentar els dispositius, no s’utilitzen divisors de tensió de les resistències.

En la seva forma més simple, només hi ha un divisor de tensió resistiu parells de resistènciesconnectat en sèrie. El voltatge divisible es subministra al divisor, per la qual cosa una determinada fracció d'aquest voltatge és proporcional al valor de la resistència de cada resistència. La suma de les caigudes de tensió aquí és igual a la tensió subministrada al divisor.

Segons la llei d'Ohm per a una secció d'un circuit elèctric, a cada resistència la caiguda de tensió serà directament proporcional al corrent i al valor de resistència de la resistència. I segons la primera regla de Kirchhoff, el corrent a través d’aquest circuit serà el mateix a tot arreu. Així doncs, per a cada resistor hi haurà caigudes de tensió:

I la tensió als extrems del circuit serà igual a:

I la corrent del circuit divisor serà:

Ara, si substituïm l’expressió per la corrent a les fórmules per a les caigudes de tensió a través de les resistències, obtenim les fórmules per trobar els valors de tensió a cadascuna de les resistències del divisor:

Seleccionant els valors de les resistències R1 i R2, podeu seleccionar qualsevol part de tota la tensió d’entrada. En el cas que la tensió s'hagi de dividir en diverses parts, es connecten diverses resistències en sèrie amb la font de tensió.

Utilitzant un divisor de tensió en resistències per a diversos propòsits, és important comprendre que la càrrega unida a un dels braços del divisor, ja sigui un dispositiu de mesura o una altra cosa, ha de tenir una resistència pròpia molt més gran que la resistència total de les resistències que formen el divisor. En cas contrari, s’hauria de tenir en compte la resistència de càrrega en si en els càlculs, considerant-se un paral·lel a la resistència d’espatlla, que forma part del divisor.

Exemple: hi ha una font de tensió de corrent continu de 5 volts, cal seleccionar resistències per a un divisor de tensió per eliminar un senyal de mesura de 2 volts del divisor. La potència admissible dissipada al divisor no ha de ser superior a 0,02 watts.

Solució: Que la potència màxima dissipada pel divisor sigui de 0,02 W, llavors trobarem la resistència total mínima del divisor a 5 volts de la llei d’Ohm, resultarà ser de 1250 Ohms. Sigui 1,47 kOhm la resistència total del divisor triat per nosaltres, llavors 2 volts cauen a 588 ohms. Escollim una resistència constant a 470 ohms i una variable a 1 kOhm. Definiu la resistència variable a 588 ohms.

Els divisors de tensió sobre resistències són molt utilitzats avui dia en circuits electrònics.En aquests esquemes, els valors de les resistències dels divisors es seleccionen en funció dels paràmetres dels elements actius dels circuits. Per regla general, els divisors es troben en els circuits de mesurament dels circuits, en els circuits de retroalimentació dels convertidors de tensió, etc. El que menys d'aquestes solucions és que les resistències dissipen la potència per si mateixes en forma de calor, però, l'expedició justifica aquestes petites pèrdues d'energia.

Divisors de tensió del condensador

En circuits de corrent altern, en circuits d’alta tensió, s’utilitzen divisors de tensió en condensadors. Utilitza la naturalesa reactiva de la resistència del condensador en circuits de corrent alterna. La magnitud de la reactància d’un condensador en un circuit de corrent altern depèn de la capacitança del condensador i de la freqüència de tensió. Aquí teniu la fórmula per trobar aquesta resistència:

La fórmula indica que com més gran sigui la capacitat elèctrica del condensador - més baixa és la seva resistència reactiva (capacitiva) i més alta és la freqüència - menor serà la reactància. Aquests divisors s'utilitzen en els circuits de mesurament de circuits de CA, les baixades de tensió a les espatlles es consideren similars al cas de resistències actives constants (resistències, vegeu més amunt).

L’avantatge dels condensadors utilitzats en divisors és que la dissipació d’energia en forma de calor és mínima i depèn només de la qualitat del dielèctric.

Divisor de tensió inductor

El divisor de tensió inductiva és un altre tipus de divisor que s'utilitza per mesurar l'electrònica de corrent altern, especialment en circuits de baixa tensió que operen a freqüències elevades. La resistència de les bobines a corrent altern d’alta freqüència és principalment de naturalesa reactiva (inductiva), que es troba mitjançant la fórmula:

La fórmula indica que com més gran sigui la inductància i com més alta sigui la freqüència, més alta serà la resistència de la bobina al corrent altern. És important comprendre aquí que el filferro de la bobina té una resistència activa, per tant, la potència dissipada en forma de calor, característica d’un divisor en inductors, és molt superior a la dels divisors dels condensadors.

En l'electrònica amateur, sovint s'utilitzen divisors de tensió. en connectar sensors analògics als mòduls Arduino.