Делитель тока теория



Делитель тока

Делитель тока на резисторах предназначен для того, чтобы, не изменяя общего тока протекающего через электрическую цепь, часть его направить в другое плечо делителя, а после выполнения определённой функции вернуть эту часть обратно.

Делитель тока применяется в измерительных приборах, когда необходимо измерить большой ток (единицы, или сотни Ампер) прибором, рассчитанным на маленький ток (миллиамперы или даже микроамперы). В этом случае, внутреннее сопротивление измерительного прибора выступает в качестве одного из резисторов, а второй резистор в таком случае называют «шунтом», так как он шунтирует проходящий ток (основная часть тока бежит через него). Шунт в схеме измерения имеет сопротивление, которое намного меньше внутреннего сопротивления измерительного прибора. Кроме того, делитель тока применяется в различных схемах автоматического регулирования, использующих в качестве контролируемого параметра ток, проходящий через электрическую цепь. Делитель тока может применяться в различных каскадах передачи, или усиления тока, когда один пассивный, или усилительный элемент по своим электрическим параметрам не способен обеспечить прохождение через него большого тока. В этом случае их подключают параллельно, разделяя ток на равные доли (пополам).

Наглядным примером использования делителя тока является его применение в цепи автоматического регулирования и измерения в универсальном зарядном устройстве, или в цепи контроля схемы защиты от перегрузки по току и удвоения мощности выходных транзисторов в универсальном блоке стабилизированного питания. Цепь делителя тока изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Цепь делителя тока

На рисунке видно, что общий входящий ток делится на два и, проходя цепь, снова объединяется в один.

Расчёт делителя тока на резисторах основывается на законе Ома, правиле сложения токов (законе Кирхгофа) и формуле параллельного соединения резисторов:

, (3.1)

, (3.2)

. (3.3)

Напряжение в цепи, записанное с помощью закона Ома будет иметь вид:

.(3.4)

Преобразуя приведенные выше формулы для нахождения необходимых параметров, можно определить:

1. Токи I1 и I2 в плечах резисторов R1, R2 по известным значениям общего тока Iобщ и сопротивлений резисторов R1, R2:

,(3.5)

.(3.6)

Пример: определить значения I1 и I2 делителя тока, если значение общего тока Iобщ = 0,6А, сопротивление R1 =100 Ом, а R2 = 20 Ом.

Решение: по формуле (3.5) вычисляем:

По формуле (3.6) вычисляем:

На резисторах выделяется мощность рассеяния. Определим ее по формуле:

(3.7)

Для резистора R1: ; следовательно, выбираем резистор мощностью рассеяния

Для резистора R2: ; следовательно, выбираем резистор мощностью

2. Рассчитаем шунт R2 в цепи измерительного прибора, при известных значениях: внутреннем сопротивлении R1, максимальном токе обмотки катушки прибора I1 и максимальном значении общего тока Iобщ цепи делителя тока, представленного на схеме (см. рисунок 3.2):

Рисунок 3.2 – Цепь измерительного прибора

(3.8)

Пример: полное отклонение стрелки миллиамперметра при значении внутреннее сопротивление катушки прибора . Рассчитайте шунт R2, чтобы стрелка прибора отклонялась на максимальное значение при общем токе Iобщ = 1 А.

Решение: по формуле (3.8) вычисляем :

Рассчитаем поглощаемую (рассеиваемую) мощность R2 по (3.7):

, где В соответствии с рядом мощностей рассеивания выбираем резистор с мощностью

Для достижения точности в измерительных цепях выбирают высокоточные резисторы, а для набора нужного номинала используют их последовательное и параллельное соединение.



sitemap
sitemap