Делитель тока

Резисторы используются также для того, чтобы заданную долю общего тока направить в соответствующее плечо делителя. Например, в схеме на рис. 2 ток Iсоставляет часть общего тока Iвх, определяемую сопротивлениями резисторов Rl и R2, т.е. можно записать, что Iвых = Iвх х (R1 / R2 + R1)

Пример. Стрелка измерительного прибора отклоняется на всю шкалу в том случае, если постоянный ток в подвижной катушке равен 1 мА. Активное сопротивление обмотки катушки составляет 100 Ом. Рассчитайте сопротивление измерительного шунта так, чтобы стрелка прибора максимально отклонялась при входном токе 10 мА (см. рис. 3).

Рис. 2 Делитель тока

Рис. 3.

Коэффициент деления тока определяется соотношением:

Iвых / Iвх = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1, R2 = 100 Ом.

Отсюда,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0,9 = 11,1 Ом

Требуемое сопротивление резистора R1 можно получить путем последовательного соединения двух стандартных резисторов сопротивлением 9,1 и 2 Ом, выполненных на основе толстопленочной технологии с точностью ±2% (0,25 Вт). Заметим еще раз, что на рис. 3 сопротивление R2 — это внутреннее сопротивление измерительного прибора.

Для обеспечения хорошей точности деления токов следует использовать высокоточные (± 1 %) резисторы.

При помощи последовательно соединенных сопротивлений можно разделить напряжение. Так как через все сопротивления протекает один и тот же ток, то падения напряжения на сопротивлениях прямо пропорциональны величинам этих сопротивлений.

U1/U2=R1/R2

В таком случае если:
U₁ — падение напряжения на участке R1,
U — падение напряжения на всей цепи,
R₁ — сопротивление с которого снимают часть напряжения,
R — полное сопротивление цепи R = R1 + R2,
То, Снимаемое напряжение с делителя выражается формулой:

напряжение на выходе)U ₁ = U*(R1/R1+R2)

Формула является строгой только в том случае, когда к делителю напряжения не подключена нагрузка, или сопротивление нагрузки бесконечно. При конечном сопротивлении нагрузки, но значительно большем чем R1 формула (2) верна лишь приближенно. При сравнимом с R1 или малом сопротивлении нужно пересчитать сопротивление R1 с учетом сопротивления нагрузки как при параллельном соединении сопротивлений я

Делитель тока – устройство позволяющее поделить ток в цепи на две составные части, с целью использования одной из них. Другими словами, делитель тока необходим в том случае, если устройство не рассчитано на большой ток, и нам необходима лишь некоторая часть этого тока.

Принцип действия делителя тока основан на первом законе Кирхгофа – сумма токов сходящихся в узле равна нулю. Если провести аналогию с водой, то его можно представить как русло реки, которое разветвляется на два более маленьких оттока.

Для нахождения токов I₁ и I₂ воспользуемся законом Ома, но для начала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного соединения.

Делители тока применяются в измерительных устройствах, например при измерении больших токов. С помощью добавочного сопротивления – “шунта” расширяют предел измерения амперметра. Для этого, шунт подключается параллельно амперметру. В результате, через амперметр протекает ток, зная который, можно найти общий ток, протекающий в цепи. Обычно шунт имеет сопротивление меньше, чем амперметр, для того чтобы значительная часть тока ушла через него.

Выведем коэффициент деления (шунтирования)n. Будем считать, что параметры с индексом 1 принадлежат амперметру (прибору), а параметры с индексом 2 – шунту. Параметры без индексов общие.

Рассмотрим пример.

Амперметром с пределом измерения 1 А и внутренним сопротивлением 12 Ом, необходимо измерить ток в 3 А. Каким должно быть сопротивление шунта?

Из формулы для коэффициента шунтирования, выразим R_ш

Еще один пример

Каким станет новый предел измерения амперметра, после его шунтирования сопротивлением в 10 Ом, если старый предел был равен 0,5 А? Сопротивление измерительного механизма амперметра – 25 Ом.

Посчитаем коэффициент шунтирования