2015-03-08
411
Часто при проектировании различных устройств требуется уменьшить величину напряжения или какого-то сигнала произвольной величины в несколько раз. Наиболее простой путь - использование делителя напряжения.
К источнику ЭДС с выходным уровнем u подключаются два последовательно соединенных резистора R 1 и R 2 (см. нижнюю часть схемы). При включении ключа Sw в замкнутом контуре начинает протекать ток i = u / (R 1 + R 2). В соответствии с законом Ома на каждом из резисторов создается падение напряжения, пропорциональное его величине:
u (R 2) = iR 2 = uR 2 / (R 1+ R 2)
Отношение сопротивлений k = R 2 / (R 1+ R 2) называется коэффициентом деления и показывает, какая часть общего напряжения будет приложена к нагрузке R 3, подключенной параллельно резистору R 2. Сопротивление нагрузки R 3 должно быть на один-два порядка выше сопротивления резистора R 2 для того, чтобы можно было пренебречь шунтирующим влиянием тока i (R 3) на коэффициент деления. Если это сделать нельзя, то коэффициент деления следует рассчитывать с учетом сопротивления нагрузки (см. раздел 5.1):
k = R 2 / [ R 1 + R 2 R 3 / (R 2+ R 3)]
Для более точного задания (подстройки) требуемого уровня выходного напряжения резистор R 2 делают переменным.
Принципиально делитель напряжения можно построить на любых базовых элементах электрической цепи, но только резистивный делитель выполняет свою функцию на постоянном и переменном токе.
5.4. Пассивный L - C фильтр
Электрическая схема последовательно-параллельного соединения элементов (см. верхнюю часть) часто используется как пассивный L - C фильтр для сглаживания пульсаций высоких гармоник источника электрической энергии при нежелательном их проникновении в нагрузку R (например, после выпрямления переменного напряжения).
С ростом частоты гармоник источника электрической энергии w k увеличивается значение индуктивного сопротивления XL = w kL и уменьшается значение емкостного сопротивления XC = 1/w kC. В результате для высоких гармоник цепочка L - C образует делитель напряжения (см. раздел 5.3) с высоким значением коэффициента деления и на нагрузку передается значительно ослабленная амплитуда гармоник.
