Circuite divizoare de current

Circuite divizoare de current

Analiza unui circuit paralel simplu

Sa analizam un circuit paralel simplu, determinand valorile curentilor prin fiecare ramura, respectiv prin fiecare rezistor in parte.

Cunoscand faptul ca pe fiecare component in parte caderea de tensiune este aceeasi, putem completa tabelul tensiune/curent/rezistenta astfel (marimile sunt exprimate in volti, amperi si ohmi).

Folosind legea lui Ohm (I = E / R) putem calcula curentul prin fiecare ramura.

Stiind ca in circuitele paralele suma curentilor de pe fiecare ramura reprezinta curentul total, putem completa tabelul cu valoarea totala a curentului prin circuit, 11 mA.

Ultimul pas este calcularea rezistentei totale, folosind legea lui Ohm (R = E / I), sau folosind formula rezistentelor in paralel; indiferent de metoda folosita, rezultatul este acelasi.

Prin fiecare rezistor, curentul depinde strict de rezistenta acestuia

Ar trebui sa fie evident deja faptul ca prin fiecare rezistor, curentul depinde de rezistenta acestuia, stiind ca valoarea tensiunii prin toti rezistorii este aceeasi. Aceasta relatie nu este una direct proportionala, ci invers proportionala. De exemplu, curentul prin R₁ este dublu fata de curentul prin R₃, iar rezistenta lui R₃ este de doua ori cea a rezistorului R₁.

Daca ar fi sa schimbam sursa de tensiune din acest circuit, am descoperi ca acest raport nu se modifica.

Curentul prin R₁ este si de data aceasta dublu curentului prin R₃, cu toate ca valoarea tensiunii de alimentare (tensiunea bateriei) s-a modificat. Proportionalitatea curentilor intre diferite ramuri ale circuitului depinde de rezistenta.

De asemenea, ca si in cazul circuitelor divizoare de tensiune, curentii ramurilor reprezinta fractiuni fixe din curentul total. Cu toate ca tensiunea sursei a crescut de patru ori, raportul dintre curentul ramurii si curentul total a ramas acelasi:

Formula divizorului de curent

Din acest motiv, un circuit paralel este denumit adesea un divizor de curent pentru abilitatea sa de divizare a curentului total in fractii. Putem determina o formula pentru calculul curentului prin rezistorii paraleli, atunci cand cunoastem curentul total, rezistenta totala si rezistentele individuale:

Raportul dintre rezistenta totala si rezistenta individuala este acelasi ca si intre curentul individual (pe ramura) si cel total. Aceasta formula poarta denumirea de formula divizorului de curent, si este o metoda mai scurta de determinare a curentilor prin ramura intr-un circuit paralel atunci cand se cunoaste curentul total.

Recalcularea circuitului paralel initial

Folosind circuitul paralel original ca si exemplu, putem recalcula curentul prin ramuri folosind aceasta formula, daca incepem prin a cunoaste valoarea totala a curentului si a rezistentei:

Comparatie intre formula divizorului de curent si cea a divizorului de tensiune

Daca facem o comparatie intre cele doua formule divizoare, putem observa ca sunt extrem de asemanatoare. Putem observa totusi, ca in cazul divizorului de tensiune, raportul este R_n (rezistenta individuala) la R_total, iar in cazul divizorului de curent, raportul este chiar invers R_total la R_n:

Este foarte usor sa incurcam cele doua ecuatii prin inversarea raportului rezistentelor. O modalitate simpla de memorare a formei corecte este sa tinem minte ca ambele raporturi dintre cele doua ecuatii trebuie sa reprezinte un numar subunitar (intre 0 si 1). Daca raportul este inversat, vom obtine o valoare mai mare decat unu, prin urmare gresita.

Cunoscand faptul ca rezistenta totala intr-un circuit serie (divizor de tensiune) este tot timpul mai mare decat oricare dintre rezistentele luate separat, putem sa deducem ca raportul corect este R_n/R_total.

La fel, cunoscand faptul ca rezistenta totala intr-un circuit paralel (divizor de curent) este tot timpul mai mica decat valoarea oricarei rezistente luate individual, putem sa deducem raportul corect, R_n/R_total.

Aplicatii ale divizorului de curent

Circuitele divizoare de curent isi gasesc aplicatie (de exemplu) in circuitele de masura, acolo unde o fractie din curentul de masurat trebuie sa fie redirectionat spre un dispozitiv sensibil de detectie. Folosind formula rezistorului de curent, se poate afla valoarea exacta a rezistentei folosita pe post de sunt pentru a "devia" cantitatea precisa de curent prin dispozitiv in orice situatie.