Divisores de voltaje y corriente
Divisor de voltaje
En ingeniería eléctrica, los divisores de voltaje se usan con mucha frecuencia, cuyo funcionamiento se puede verificar aplicando la regla de distribución de voltaje. La figura muestra los circuitos divisores de tensión que se utilizan para reducir una tensión de alimentación determinada (p. ej., 4, 6, 12 o 220 V) a cualquier tensión inferior.
Arroz. 1. Circuitos divisores de tensión
En los dispositivos eléctricos eléctricos, así como durante las mediciones, a veces es necesario obtener varios voltajes de un valor determinado de una fuente. Los divisores de voltaje a menudo (y especialmente en tecnología de baja corriente) se denominan potenciómetros.
La tensión parcial variable se obtiene moviendo el contacto deslizante de un reóstato u otro tipo de resistencia. El voltaje parcial de valor constante se puede obtener empujando la resistencia o se puede escuchar desde la unión de dos resistencias separadas.
Con la ayuda del contacto deslizante, el voltaje parcial requerido para el receptor con una resistencia (resistencia de carga) se puede cambiar suavemente, mientras que el contacto deslizante proporciona una conexión paralela de las resistencias de las que se elimina el voltaje parcial.
Las resistencias se utilizan como parte del divisor de voltaje para obtener un valor de voltaje fijo. En este caso, la tensión de salida Uout se conecta a la entrada Uin (excluyendo la posible resistencia de carga) a través de la siguiente conexión:
Usalida = Uentrada x (R2 / R1 + R2)
Arroz. 2. Divisor de voltaje
Un ejemplo. Usando un divisor de resistencia, necesita obtener un voltaje de 1 V en una carga de 100 kOhm desde una fuente de CC de 5 V. La relación de división de voltaje requerida es 1/5 = 0.2. Usamos un separador cuyo diagrama se muestra en la fig. 2.
La resistencia de las resistencias R1 y R2 debe ser significativamente inferior a 100 kΩ. En este caso, al calcular el divisor, se puede despreciar la resistencia de carga.
Por tanto, R2 / (R1 + R2) R2 = 0,2
R2 = 0,2R1 + 0,2R2.
R1 = 4R2
Por lo tanto, puede elegir R2 = 1 kOhm, R1 — 4 kOhm. La resistencia R1 se obtiene mediante la conexión en serie de resistencias estándar de 1,8 y 2,2 kOhm, hechas a base de una película metálica con una precisión de ± 1% (potencia 0,25 W).
Cabe recordar que el propio divisor consume corriente de la fuente primaria (en este caso 1 mA) y esta corriente irá aumentando a medida que disminuya la resistencia de las resistencias del divisor.
Se deben usar resistencias de alta precisión para obtener el valor de voltaje especificado.
La desventaja de un divisor de voltaje de resistencia simple es que con un cambio en la resistencia de carga, el voltaje de salida (Uout) del divisor cambia. Para reducir la influencia de la carga en U, debe elegir la velocidad R2 al menos 10 veces menor que la resistencia de carga mínima.
Es importante recordar que a medida que disminuye la resistencia de las resistencias R1 y R2, aumenta la corriente consumida por la fuente de voltaje de entrada. Normalmente, esta corriente no debe exceder 1-10 mA.
Divisor actual
Las resistencias también se utilizan para dirigir una parte determinada de la corriente total al brazo correspondiente del divisor. Por ejemplo, en el diagrama de la fig. 3 La corriente Az es parte de la corriente total Azv determinada por las resistencias de las resistencias R1 y R2, es decir podemos escribir que Azout = Azv x (R1 / R2 + R1)
Un ejemplo. La aguja del medidor se desvía a escala completa si la corriente continua en la bobina móvil es de 1 mA. La resistencia activa del devanado de la bobina es de 100 ohmios, calcule la resistencia derivación de medición de modo que el puntero del dispositivo se desvíe al máximo con una corriente de entrada de 10 mA (ver Fig. 4).
Arroz. 3. Divisor de corriente
Arroz. 4.
La relación de división actual viene dada por la relación:
Iout / Iout = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 ohmios
Por lo tanto,
0.1R1 + 0.1R2 = R1
0.1R1 + 10 = R1
R1 = 10/0,9 = 11,1 ohmios
La resistencia requerida de la resistencia R1 se puede obtener conectando en serie dos resistencias estándar de película gruesa de 9,1 y 2 ohmios con una precisión de ± 2% (0,25 W). Nótese nuevamente que en la Fig. 3 resistencia R2 es resistencia interna del dispositivo de medición.
Deben usarse resistencias de alta precisión (± 1%) para garantizar una buena precisión en la división de las corrientes.