Dzielnik napięcia

Z Wikipedii

Dzielnik napięcia

Dzielnik napięcia jest specjalnym szeregowym połączeniem dwóch lub więcej pasywnych elementów elektrycznych, np. oporników. Napięcie wyjściowe nieobciążonego dzielnika zasilanego napięciem stałym jest zawsze mniejsze od napięcia wejściowego i zależy tylko od stosunku wartości użytych rezystancji oraz wartości napięcia wejściowego:

$U_{wy}=U_{we}\cdot\frac{R_1}{R+R_1}$

Wynika to z faktu, że natężenie prądu elektrycznego płynącego przez nieobciążony dzielnik napięcia ma wartość taką samą dla obu elementów: I=U_we/(R+R₁), natomiast spadek napięcia na oporniku R₁ wynosi U_wy=I•R₁.

[edytuj] Zastosowania dzielnika napięcia

Najczęściej używanym typem dzielnika napięcia jest zwykły potencjometr. Jest to specyficzna odmiana dzielnika, w której wartości R i R₁ mogą być płynnie regulowane. Można więc dokonać płynnej regulacji stosunku tych rezystancji, co prowadzi z kolei do regulacji napięcia wyjściowego. Dzielniki napięcia w postaci potencjometrów są używane w każdym układzie audiofonicznym do regulacji głośności - bowiem opisana powyżej zasada dzielnika napięcia jest wykorzystywana zarówno w potencjometrach analogowych (regulacja płynna) jak i cyfrowych (regulacja skokowa).

Wartości użytych rezystancji mogą być dokładnie zmierzone, czyli napięcie wyjściowe może być również obliczone z dużą dokładnością. Tę właściwość dzielnika napięcia wykorzystuje się do poszerzania zakresu pomiarowego woltomierzy. Woltomierz mierzy napięcie dołączone do jego zacisków. Jeśli mierzone napięcie zostanie podłączone przez dzielnik napięcia wówczas:

$U_{woltomierza}=U_{dzielnika}=U_{mierzone}\cdot\frac{R_1}{R+R_1}$

dlatego też:

$U_{mierzone}=U_{woltomierza}\cdot\frac{R+R_1}{R_1}=U_{woltomierza}\cdot k$

gdzie stała k jest zawsze większa od zera (następuje więc poszerzenie zakresu pomiarowego), a jej wartość wynika tylko ze stosunku użytych rezystancji.

Dzielnik napięcia może się składać z więcej niż dwóch elementów połączonych szeregowo. Takie rozwiązanie jest stosowane np. w woltomierzach o zmiennych zakresach pomiarowych. Każde pośrednie napięcie wyjściowe reprezentuje odpowiedni zakres pomiarowy, którego wartość wynika z odpowiednich wartości rezystancji użytych w dzielniku.

[edytuj] Dzielnik napięcia przemiennego

Dzielniki napięcia mogą być także używane w układach prądu i napięcia przemiennego. Niemniej jednak, przy zasilaniu prądem przemiennym należy wziąć pod uwagę przesunięcia fazowe wynikające z występowania możliwych reaktancji pojemnościowych i indukcyjnych w samym dzielniku, jak również i w zasilającym obwodzie.

Najbardziej korzystnym jest oczywiście używanie dzielnika napięciowego zbudowanego z bezindukcyjnych, bezpojemnościowych rezystorów, niemniej jednak nie zawsze jest to możliwe. Czasami więc stosuje się dzielniki pojemnościowe - zbudowane z dwóch kondensatorów.