Dzielnik napięcia vs. rezystor szeregowy

Jaka jest różnica między posiadaniem dzielnika napięcia a używaniem szeregowego rezystora.

Na przykład mam napięcie wejściowe 12 V i dwa rezystory w dzielniku napięcia, R1 = 10 k, a R2 = 10 k, więc moje napięcie jest równomiernie podzielone na 6 V. Czym to się różni od posiadania szeregowo jednego rezystora (R = 6k, I = 1mA)?

Jeśli pobierzesz 1 mA z wymienionego obwodu dzielnika rezystora, wytworzy on jeden wolt (górny rezystor przepłynie przez niego 1,1 mA, co spowoduje spadek 11 woltów; z tego 1,1 mA, 0,1 mA przejdzie przez dolny opornik, podczas gdy pozostałe 1mA wejdzie w twoje obciążenie). Rezystor 6K spadłby o 6 woltów, zasilając tym samym 6 woltów przy obciążeniu 100mA.

Jeżeli albo prąd obciążenia, albo rezystancja obciążenia jest znaną stałą wartością, można obliczyć rezystancję szeregową, która przekształci znane napięcie wejściowe na dowolne pożądane znane, niższe napięcie obciążenia. Jeśli jednak prąd obciążenia lub rezystancja nie są dokładnie znane, odchylenia od ideału spowodują, że napięcie obciążenia będzie różnić się od zamierzonego. Im większa różnica między napięciem wejściowym a napięciem obciążenia, tym większa zmiana napięcia obciążenia.

Dodanie rezystora obciążenia skutecznie doda znane stałe obciążenie oprócz potencjalnie zmiennego. Załóżmy, że jeden ma źródło 12 woltów, a planowane obciążenie wynosi 10uA +/- 5uA przy 6 woltach. Gdyby po prostu zastosować rezystor szeregowy o wielkości dla obudowy 10uA (600K), spadłby on tylko 3 V przy 5uA (zasilając 9 woltów do obciążenia) i 9V przy 15uA (zasilając 3 wolty do obciążenia). Dodanie rezystora 6,06K równolegle z obciążeniem spowodowałoby, że całkowity pobór prądu wyniósłby około 1.000mA +/- 0,005mA, wymagając zmiany górnego rezystora na 6K; ponieważ zmiany prądu obciążenia wpłynęłyby tylko na prąd całkowity o około 0,5%, wpłynęłyby jedynie na spadek napięcia górnego rezystora o około 0,5%.

Jeśli napięcie źródła jest stabilne, a prąd wyjściowy jest mały, dzielnik napięcia może być praktycznym sposobem generowania stabilnego napięcia. Niestety, aby dzielnik napięcia generował stabilne napięcie, ilość prądu podawanego przez dolny rezystor (a więc marnowanego) musi być duża w stosunku do możliwej bezwzględnej zmiany prądu obciążenia. Zwykle nie stanowi to problemu, gdy prąd wyjściowy jest rzędu pikoamp, jest czasami akceptowalny, gdy prąd wyjściowy jest rzędu mikroamperów, i ogólnie staje się nie do przyjęcia, gdy prąd wyjściowy jest rzędu amperów.

$\Omega$

$\Omega$

$\Omega$
$\Omega$

Czym to się różni

W jaki sposób „różni się od”?

Dwie oczywiste różnice występują w obwodzie równoważnika wyjściowego (zakładając, że masz na myśli, że środkowy węzeł dzielnika napięcia jest wyjściem) oraz w obciążeniu podawanym na napięcie wejściowe.

Wyjście dzielnika napięcia ma Thevenin ekwiwalent 6 V z impedancją wyjściową 5 K. Wyjście rezystora + obciążenie prądowe 1mA = 6V z impedancją wyjściową 6K.

Obciążenie zasilania dzielnika napięcia wynosi 0,6 mA przez obciążenie 20K; obciążenie zasilające rezystor + źródło prądu jest obciążeniem źródła prądu (prąd stały).

Myślę, że trochę zamieszania, a także dobre myślenie. Różnica w zadanym pytaniu może być żadna, jeśli chcesz po prostu obniżyć 6 woltów z 12 woltów. Będzie to zależeć od aplikacji. Każda z nich może odnieść sukces w odpowiedniej sytuacji.

W przypadku dzielnika punkt środkowy wyniesie 6 woltów, jeśli obciążenie punktu środkowego nie pobiera prądu, aw pojedynczym oporniku o wartości 1 mA moc wyjściowa wyniesie 6 woltów, jeśli obciążenie zajmie dokładnie 1 mA. Są to jednak dwie różne aplikacje i żadne z nich nie będzie dokładne, jeśli obciążenie nie będzie nieskończonej impedancji w pierwszym przypadku lub 6 k omów do powrotu 12 V (lub odbiornika prądu 1 mA) w drugim przypadku.

Jeśli zamierzasz użyć dzielnika napięcia do utworzenia jednego poziomu napięcia z drugiego, możesz to zrobić za pomocą dzielnika napięcia, ale musisz wiedzieć, jaka jest impedancja punktów końcowych, abyś mógł obliczyć całkowity napięcia w obwodzie i przepływy prądu oraz jeśli dowolne zakończenie można traktować jako idealne źródło prądu lub napięcia (co pozwala zignorować jego impedancję). Zakładając, że dzielnik w początkowym problemie znajduje się między źródłem 12 woltów a jego powrotem, a źródło napięcia ma wystarczająco niską impedancję, aby je zignorować, odpowiedź na pytanie zależy od tego, jaka impedancja punktu wyjściowego jest dla źródła 12 woltów lub powrót 12 woltów. Aby zobaczyć napięcie w punkcie wyjściowym dzielnika,

Jeśli impedancja obciążenia jest o kilka rzędów wielkości większa niż 6 K. to w większości przypadków można je zignorować.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}