Ключевые положения. Схема делителя напряжения без нагрузки (на "холостом ходу") показана на рис

Схема делителя напряжения без нагрузки (на "холостом ходу") показана на рис. 1.1.

На схеме рис. 1.1 обозначены элементы: резистор R 1 – верхнее плечо делителя; резистор R 2 – нижнее плечо делителя.

Одним из основных назначений делителя является уменьшение напряжения.

Основным параметром делителя напряжения (далее: делитель) является коэффициент передачи, который равен

K _д = (1.1)

и на "холостом ходу "(хх) определяется по формуле:

K _д = , (1.2)

где R ₁ и R ₂ – сопротивления резисторов соответственно верхнего и нижнего плеча делителя;

U_{m вх} и U_{m вых} – амплитуды соответственно входного и выходного напряжений.

Входное сопротивление делителя напряжения равно сумме сопротивлений резисторов: R _вх = R ₁ + R ₂.

Мощность рассеивания резистора под постоянным напряжением определяется как

Р_R = U_R × I_R = , (1.3)

где U_R – падение напряжения на резисторе R;

I_R – ток, который протекает через резистор R.

Для входного напряжения сопротивления R ₁ и R ₂ включены последовательно, поэтому ток I_R равен

I_R = . (1.4)

Если резистор находится под переменным напряжением, то для синусоидальной формы сигнала следует пользоваться формулой

Р_R = U_RmI_Rm = , (1.5)

где U_{R m} – амплитуда напряжения на резисторе;

I_{R m} – амплитуда тока, который протекает через резистор, равная

. (1.6)

Если делитель напряжения работает на нагрузку R _н, которая подключается параллельно нижнему плечу R ₂, выходное напряжение U _вых уменьшается.

Схема делителя напряжения под нагрузкой показана на рис 1.2.

U вх

U вых

Рисунок 1.2 – Схема делителя напряжения под нагрузкой

Так как сопротивления R ₂ и R _н включены параллельно, то их эквивалентное сопротивление равно

.

Тогда коэффициент передачи делителя под нагрузкой будет равен

K _дн . (1.7)

Одним из способов объяснения действия делителя является его временная диаграмма работы, т.е. эпюры входного и выходного напряжений. Временная диаграмма работы делителя дана на рис. 1.3 для постоянных (а) и переменных (б) напряжений.

U вх

U вх

U вх

U вх

Рисунок 1.3 – Временная диаграмма работы делителя: а) для постоянных напряжений;

б) для переменных напряжений

Эта диаграмма работы показывает, что выходные напряжения U _вых меньше входных напряжений U _вх для обоих случаев: а) и б). Причем формы U _вх и U _вых всегда совпадают.