Зачастую при разработке электрических цепей возникают ситуации, когда в цепи проходит ток одного номинала, а необходимо запитать нагрузку с гораздо меньшим потреблением. Как раз для таких случаев и были придуманы делители тока, работа которых основана на первом законе Кирхгофа. В этой статье я подробно и максимально понятно постараюсь объяснить, как это все работает. Итак, начнем.
Оглавление
Определение и принцип действия
Практический эксперимент
Примеры использования делителя тока в электронике
Ограничения в использовании делителей тока
Заключение
Определение и принцип действия
Итак, для начала давайте дадим определение делителю тока. Делитель тока – это такое устройство, с помощью которого можно поделить протекающий в цепи ток на две составные части для того, чтобы использовать уже разделенный ток. Или, говоря по-другому, делитель тока необходим в том случае, когда в цепи проходит большой ток, а нужно подключить нагрузку с малым потреблением.
Принцип действия делителя тока основан на первом Законе Кирхгофа, согласно которому сумма всех токов втекающих в узел равна сумме всех токов вытекающих из узла.
Для лучшего понимания давайте сравним делитель с быстрой речкой, где бурный поток воды - это наша с вами сила тока. И, чтобы уменьшить силу бурлящего потока воды, нужно всего на всего разделить его на два отдельных русла.
Точно так же происходит и в электронике.
Поэтому, чтобы разделить силу тока, нам нужно взять пару резисторов и соединить их параллельным образом.
А теперь изучим вот такую простую схему:
Напряжение в точках «А» и «Б» будет общее для наших двух резисторов. Каждый из резисторов обладает своим сопротивлением, а вот общее сопротивление будет рассчитываться по этой формуле:
И согласно первому закону Кирхгофа общий ток находится так:
А найти токи I1 и I2 можно найти по формулам, выполнив следующие преобразования:
Сложно и непонятно. Проще говоря, если вместо одного из резисторов подключить, например, вентилятор, то изменяя сопротивление второго резистора, мы будем также изменять силу тока, а значит и мощность, проходящую через вентилятор.
Практический эксперимент
Давайте возьмем два сопротивления разного номинала.
Измерим сопротивление перового и второго резисторов.
Теперь на блоке питания выставляем напряжение в 12 Вольт, а два конца резисторов спаиваем вместе
И теперь измеряем силу тока, проходящего по резистору, с меньшим сопротивлением, а затем смотрим силу тока на втором резисторе:
Теперь спаиваем резисторы параллельно и проверяем, какая сила тока протекает через параллельно соединенные резисторы:
Теперь производим простой математический расчет и проверяем полученные результаты:
0,094+0,134=0,228 А. А мы получили 0,223 А. Разницу показаний в 0,005 Ампера спишем на погрешность прибора.
Я надеюсь, что с рассмотренным практическим опытом работа делителя напряжения стала понятна, а теперь давайте посмотрим, как в электронике используются делители тока.
Примеры использования делителя тока в электронике
На самом деле делители тока - это очень важный элемент всей современной энергетики. Так, например, самые обычные амперметры построены по принципу делителей тока.
Внутри Амперметра расположен шунт, через который проходит большая часть тока, а через второе сопротивление проходят миллиамперы или же микроамперы.
Ограничения в использовании делителей тока
Как и любое другое устройство у делителей тока есть ограничения в использовании. Так важным условием корректной работы устройства является требование, чтобы сопротивление нагрузки было на несколько порядков меньше, чем величина сопротивлений делителей тока.
Также активные сопротивления делителя неизбежно уменьшают КПД всей схемы в целом.
А резистор, через который проходит большая часть тока, должен быть достаточно мощный для успешного рассеивания выделяемого тепла.
Заключение
Это все, что я хотел вам рассказать о таком важном элементе как делитель тока. Если статья оказалась вам полезна или интересна, то обязательно оцените ее лайком! И спасибо за уделенное внимание!