Делитель напряжения
Простейший делитель напряжения – это схема, которая для данного напряжения на входе создает на выходе напряжение, которое является некоторой частью входного.
Что такое Uвых? Предположим здесь и далее, что нагрузки на выходе нет, тогда ток определяется следующим образом:
I = Uвх /(R1 + R2 )
(Воспользуемся формулой для определения сопротивления резистора и правилом для последовательного соединения резисторов). Тогда для R2
Uвых = I ·R2 = UвхR2 /(R 1 + R2 ).
Выходное напряжение всегда меньше входного (или равно ему); поэтому мы говорим о делителе напряжения. Делители напряжения часто используют в схемах для того, чтобы получить заданное напряжение из большего постоянного (или переменного) напряжения.
Например, если в качестве R2 взять резистор с регулируемым сопротивлением то мы получим не что иное, как схему с управляемым выходом
более простым путем комбинацию R1R2 можно получить, если у вас есть один резистор с переменным сопротивлением, или потенциометр
Простой делитель напряжения играет важную роль и в тот момент, когда вы задумываете схему: входное напряжение и сопротивление верхней части резистора могут представлять собой, скажем, выход усилителя, а сопротивление нижней части резистора – вход последующего каскада. В этом случае, воспользовавшись уравнением для делителя напряжения, можно определить, что поступит на вход последнего каскада.
Делитель напряжения не может служить хорошей батареей, так как его выходное напряжение существенно уменьшается при подключении нагрузки.
Подключение резистора в качестве нагрузки вызывает падение напряжения на выходе делителя, обусловленное наличием некоторого сопротивления источника. Очень часто это явление нежелательно. Один подход к решению проблемы создания «устойчивого» источника напряжения (называемого «устойчивым» в том смысле, что он не поддается действию нагрузки) состоит в использовании в делителе напряжения резисторов с малыми сопротивлениями. Иногда этот прямой подход оказывается полезным. Однако лучше всего для создания источника напряжения, или как его часто называют, источника питания, использовать активные компоненты, такие, как транзисторы или операционные усилители.
Делители напряжения: обобщение. Простейший делитель напряжения состоит из пары последовательно соединенных резисторов. Входное напряжение измеряется в верхней точке относительно земли, а выходное в точке соединения резисторов относительно земли. От простейшего резистивного делителя перейдем к более общей схеме делителя, если один или оба резистора заменим на конденсатор или индуктивность, как на рисунке (в более сложной схеме присутствуют и R, и L, и С).
Вообще говоря, в таком делителе отношение Uвых /Uвх не является постоянной величиной, а зависит от частоты. Анализ схемы выполняется без всяких хитроумных приемов:
I = Uвх /Z полн,
Z полн = Z 1+ Z 2,
Uвых = Z 2 = Uвх [Z 2/(Z 1+ Z 2)].
