Circuite divizoare de tensiune

Circuite divizoare de tensiune

Analiza unui circuit serie simplu (divizor de tensiune)

Sa analizam un circuit electric serie simplu, determinand caderile de tensiune pe fiecare rezistor in parte.

Vom introduce valorile cunoscute precum si cele ce le vom afla prin aplicarea formulelor intr-un tabel ce cuprinde tensiunea (E), curentul (I) si rezistenta (R), precum si suma acestora in intreg circuitul. Valorile sunt exprimate in volti (V), amperi (A), respectiv ohmi (Ω).

Folosind valorile individuale ale rezistentelor, putem determina valoarea rezistentei totale din circuit, cunoscand ca valoarea totala este suma rezistentelor individuale in cazul circuitelor serie.

De aici, putem folosi legea lui Ohm (I = E / R) pentru determinarea valorii totale a curentului, ce va fi aceeasi cu valoarea curentului prin fiecare rezistor, curentii fiind egali in toate componentele intr-un circuit serie.

Caderea de tensiune pe fiecare rezistor este direct proportionala cu rezistenta sa

Cunoscand valoarea curentului (2 mA), putem folosi legea lui Ohm (E = IR) pentru calcularea caderilor de tensiune pe fiecare rezistor in parte.

Putem observa ca valoarea caderilor de tensiune pe fiecare rezistor este proportionala cu rezistenta, datorita faptului ca valoarea curentului este aceeasi prin toti rezistorii (circuit serie). De asemenea, caderea de tensiune pe rezistorul R₂ este dubla fata de caderea de tensiunea pe rezistorul R₁, la fel precum rezistenta R₂ este dubla fata de rezistenta R₁.

Daca ar fi sa modificam valoarea totala a tensiunii din circuit, vom vedea ca proportionalitatea a caderilor de tensiune ramane constanta.

Caderea de tensiune pe R₂ este in continuare exact dublul caderii de pe R₁, in ciuda modificarii tensiunii sursei. Proportionalitatea caderilor de tensiune este strict in functie de valoarea rezistentelor.

Devine aparent faptul ca pe fiecare rezistor, caderea de tensiunea este o fractiune fixa din valoarea tensiunii totale a sursei. Tensiunea pe R₁ de exemplu, era 10 volti atunci cand valoarea tensiunii sursei era de 45 de volti. Atunci cand am crescut tensiunea bateriei pana la 180 de volti (de 4 ori mai mult), caderea de tensiune pe R₁ a crescut de asemenea de 4 ori (de la 10 la 40 de volti). Raportul dintre caderea de tensiune pe R₁ si caderea de tensiune totala a ramas acelasi:

De asemenea, nici raporturile dintre caderile de tensiune pe celelalte doua rezistente si tensiunea totala a bateriei nu s-au modificat:

Formula divizorului de tensiune

Din aceasta cauza, un circuit serie poarta adesea numele de divizor de tensiune, pentru abilitatea sa de divizare a tensiunii totale in fractii proportionale cu o valoare constanta. Matematic, aceasta se poate exprima astfel:

In cadrul unui circuit divizor de tensiune, raportul dintre rezistentele individuale si cea totala este acelasi ca si raportul dintre caderile de tensiune individuale si tensiunea totala a sursei. Aceasta formula poarta denumirea de formula divizorului de tensiune, si este o metoda mai rapida de aflare a caderilor de tensiune intr-un circuit serie fata de folosirea repetata a legii lui Ohm

Reanalizarea circuitului

Folosind aceasta formula, putem reanaliza circuitul de mai sus folosind mai putini pasi:

Aplicatii

Circuitele divizoare de tensiune se folosesc acolo unde o combinatie specifica de rezistori serie este folosita pentru a "diviza" tensiunea in cantitati precise (in cazul aparatelor de masura, de exemplu).