Понятие о делителе напряжения

В электронной аппаратуре требуются несколько номиналов питающего напряжения. Так как выполнение для каждого номинала напряжения отдельного источника требует больших материальных затрат, то в некоторых случаях целесообразно получать низкое напряжение из высокого. Для этих целей можно применить резисторный делитель напряжения (Рисунок1).

Рисунок 1 – Принцип деления напряжения

Считаем, что внутреннее сопротивление источника равно нулю. Если взять R_д1 = 8 Ом, Rд1 = 1 Ом, то на сопротивление R_д2 выделится напряжение 1В.Изменяя соотношение R_д1 / R_д2 можно изменить напряжение нагрузки от 0 до 9 В. Для реализации такой схемы потребуется набор резисторов R_д1 и R_д2 и переключатель сложной конструкции. В технике связи такие устройства получили название аттенюаторы, которые обеспечивают ступенчатое регулирование напряжения.

Проще можно плавное регулирование напряжения осуществить используя переменный резистор. (Рис.2.)

Рисунок 2 – Устройства и условное графическое обозначение переменного резистора.

Резистор состоит из основания 4 к которому заклепками 5 прикреплена подковообразная пластина из гетинакса 6 с нанесенной не нее токопроводящей композицией и выводы 1 и 3. Контактная щетка 7 через основание соединена с выводом 2 и может поворачиваться осью 8.

Переменный резистор может быть включен по схеме потенциометра (Рисунок 3) и обеспечивает изменение напряжения нагрузки от нуля при положении контактной щетки внизу до V_вх при положении контактной щетки вверху. Для уменьшения влияния сопротивления нагрузки на величину выходного напряжения сопротивление регулировочного потенциометра должно быть меньше сопротивления нагрузки. R_п (0,2…0,3) Rн.

Рисунок 3 – Включение переменного резистора по схеме потенциометра.

Данный способ регулирования применяется при малых токах и больших напряжениях, когда К.П.Д не играет существенного значения.

Включением переменного резистора по схеме реостата (рисунок 4) регулируется ток, а значит и напряжение на нагрузке.

Рисунок 4 – Включение переменного резистора

по схеме реостата.

Это напряжение может изменяться от V_вх при левом положении контактной щетки до минимального значения при правом положении щетки. Недостатком данного способа является зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки, уменьшения сопротивления реостата ослабляет зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки, но снижает пределы его регулирования.

Достоинство рассмотренных способов регулирования – простота и возможность регулирования напряжения в широком диапазоне частот и формы, а недостатки – малый коэффициент полезного действия и недостаточная надежность из-за механического контакта.

Плавное регулирование переменного напряжения обеспечивает применение автотрансформатора (Рисунок 5).

Рисунок 5 – Автотрансформаторная схема

регулирования напряжения.

При верхнем положении движка напряжение нагрузки максимально, а при нижнем - минимально. Достоинство данной схемы – высокий К.П.Д, недостатки – малая надежность, большие размеры и вес, регулирование переменного напряжения в области низких частот.

Недостатки – малая надежность, невозможность регулирования постоянного напряжения, большие габариты, вес и стоимость.