Всем привет, дорогие читатели! Сегодня мы рассмотрим с Вами такую тему как: «Расчёт делителя напряжения».
Перед прочтением статьи, советую ознакомиться со следующим материалом: Что такое ток простыми словами.
Недавно я столкнулся с маленькой проблемой: Надо было завести в контроллер аналоговый сигнал 0-10 Вольт с потенциометра 5кОм, но в шкафу управления у меня было только 24 Вольта. Задача вроде лёгкая, но на мгновение я завис. Сейчас я расскажу, как я легко подобрал сопротивления для делителя напряжения. Дело в том, что с одним потенциометром не получится решить задачу, так как он будет регулировать диапазон от 0 до 24 Вольт, а мне надо от 0 до 10 Вольт.
Давайте сначала поэкспериментируем и изобразим поставленную задачу наглядно. Изобразим схему, на которой мы всё-таки оставили один потенциометр и подали на него 24 Вольта.
Воспользуемся законом Ома и определим, какое напряжение будет на верхнем вольтметре. Для начала вычислим ток в цепи:
I = 24 Вольта / 5000 Ом=0,0048 Ампера
А теперь давайте выставим потенциометр так, чтобы сопротивление между средней и верхней точкой было 1 кОм (тогда между средней и нижней точкой сопротивление будет 4 кОм), и найдём падение напряжения на верхнем участке цепи:
U1= I * R= 0,0048 Ампер * 1000 Ом= 4,8 Вольт
Затем вычислим падение напряжения на нижнем участке цепи:
U2= I * R= 0,0048 Ампер * 4000 Ом= 19,2 Вольт
Если вы будете менять сопротивление потенциометра от 0 до 5 кОм, то заметите, что напряжение у Вас будет меняться от 0 до 24 Вольт. А как же нам сделать, чтобы напряжение менялось от 0 до 10 Вольт? Всё просто! Надо добавить в цепь простой резистор. И сейчас я Вам расскажу, как подобрать его номинал.
Расчёт делителя напряжения
Нам надо получить на переменном резисторе 10 Вольт.
Применим второй закон Кирхгофа (ЭДС= сумме падений напряжений на отдельных участках цепи)
24 вольта= 10Вольт+ X
X= 24 Вольта – 10 Вольт = 14 вольт
Значит на другом резисторе у нас должно быть 10 Вольт.
Теперь вычислим ток в нашей цепи согласно закону Ома
I = U / R
I= 10 Вольт/5000 Ом= 0,002 А.
Ток при последовательном соединении резисторов везде одинаковый, значит такой же ток будет и на верхнем резисторе (R1).
Теперь мы можем вычислить номинал верхнего сопротивления по закону Ома.
R = U / I
R= 14 Вольт/ 0,002 А= 7000 Ом.
Вывод: Если мы поставим один резистор номиналом 7000 Ом, то на втором переменном резисторе будет падение напряжения от 0 до 10 Вольт.
Подсказка: Чтобы быстро вычислить номинал резистора воспользуйтесь следующей формулой:
U1 / U2 = R1 / R2
Найдём R1= (14 Вольт * 5000 Ом)/10 Вольт= 7000 Ом.
