3.3.2.3 Obremenjen delilnik napetosti

Pojem »obremeniti« v elektrotehniki praviloma pomeni »priključiti porabnik na izvor napetosti«. Izvor napetosti mora po priključitvi porabnika delovati z določeno močjo, zato pravimo, da ga je porabnik obremenil. Porabniku zato pogosto pravimo kar breme, njegovi upornosti pa upornost bremena (R_b).

Slika 3.3.2.3.1a prikazuje neobremenjen, slika 3.3.2.3.1b pa obremenjen izvor napetosti. Razlikovanje omenjenih stanj je za prakso zelo pomembno, zato napetost neobremenjenega izvora imenujemo napetost odprtih sponk (U_o), napetost na sponkah obremenjenega izvora pa napetost obremenjenega izvora (U_b).

Delilnik napetosti na sliki 3.3.2.3.2, ki smo ga že obravnavali predstavlja v bistvu, gledano z vidika njegovih izhodnih sponk, izvor napetosti s stopenjsko nastavljivo napetostjo odprtih sponk U_o. Takemu delilniku napetosti pravimo, da je neobremenjen.

Verjetno ni težko sklepati, da je zmanjšanje izhodne napetosti delilnika posledica povečanja padca napetosti na upornosti R₁ zaradi večjega toka iz izvora po priključitvi bremena.

Podobno kot z merjenjem se lahko z električnimi razmerami obremenjenega delilnika napetosti seznanimo tudi po matematični poti. Pri dimenzioniranju upornosti delilnika za določen porabnik je to tudi edina pot. Pri tem je potrebno upoštevati, da se je neobremenjen delilnik z obremenitvijo prelevil v sestavljeni električni tokokrog in da pri računanju količin tokokroga veljajo pravila, ki smo jih spoznali za sestavljene tokokroge.

Za neobremenjen delilnik na (slika 3.3.2.3.3a) lahko izračunamo izhodno napetost U_o na osnovi pravila deljenja napetosti:

Za obremenjen delilnik velja enak račun napetosti na R₂ oziroma R_b kot za neobremenjen le, da namesto upornosti R₂ uporabimo nadomestno upornost R_2b (slika 3.3.2.3.2):

Zmanjšanje izhodne napetosti ob obremenitvi je slaba lastnost uporovnih delilnikov napetosti. Razen te pomanjkljivosti pa mu ni šteti v dobro tudi to, da že sam predstavlja obremenitev izvora napetosti in to tudi takrat, ko porabnik ni priključen.

Obema pogojema je hkrati težko zadostiti, zato vedno iščemo funkcionalni optimum. Iz dognanega ni težko potrditi, da je uporovni delilnik uporaben predvsem na področju elektronike, najpogosteje kot sestavni del elektronskih vezij. Enako seveda velja za večstopenjski in zvezni, potenciometerski delilnik napetosti. Zaradi nastavljive izhodne napetosti le-teh pa si vpliv bremena na njihovo izhodno napetost oglejmo posebej.

Spoznanja, ki jih prinaša obremenitev delilnikov (če jih ne obremenimo, ne služijo namenu), niso ravno navdušujoča. So pa dejstva, ki jih snovalci elektronskih vezij in naprav preprosto morajo upoštevati tako, da že pri snovanju vezij in naprav obravnavajo delilnik in breme kot funkcionalno celoto.