3.3.2 LASTNOSTI IN ZAKONITOSTI SESTAVLJENIH TOKOKROGOV

KAZALO

   

 

 

3.3.2.3 Obremenjen delilnik napetosti

HITRE POVEZAVE

Obremenjen napetostni delilnik
Potenciometrski delilnik
 

SLIKA

Slika 3.3.2.3.1a: Neobremenjen izvor napetosti

 

SLIKA

Slika 3.3.2.3.1b: Obremenjen izvor napetosti

 

SLIKA

Slika 3.3.2.3.2: Neobremenjen delilnik napetosti

 

SLIKA

Slika 3.3.2.3.4 Napetost obremenjenega delilnika

 

SLIKA

Slika 3.3.2.3.6 Napetost obremenjenega zveznega delilnika napetosti

 

ANIMACIJA

Animacija 3.3.2.3.1: 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 (Rb).

   
 

 

   
 

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 (Uo), napetost na sponkah obremenjenega izvora pa napetost obremenjenega izvora (Ub).

   
       
  Obremenitev stopenjskega delilnika napetosti    
       
 

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 Uo. Takemu delilniku napetosti pravimo, da je neobremenjen.

   
       
Poskus 3.3.2.3.1:
 
       
 
►  

Napetost na izhodnih sponkah delilnika se z obremenitvijo delilnika zmanjša!

Zmanjšanje izhodne napetosti delilnika je tem večje, čim manjša je upornost bremena ali čim večji je tok bremena!

 

 
       
 

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.

   
       
  Računanje napetosti obremenjenega stopenjskega delilnika    
       
 

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

   
       
 
Uo

12 V
 = 
R2

R12
   
       
 
Uo = 
R2

R12
 · 12 V
 = 
300 Ω

400 Ω
 · 12V
 =  9 V
   
       

Za obremenjen delilnik velja enak račun napetosti na R2 oziroma Rb kot za neobremenjen le, da namesto upornosti R2 uporabimo nadomestno upornost R2b (slika 3.3.2.3.2):

   
       
Primer 3.3.2.3.1:
 
       
 

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.

   
       
 
►  

Priključitev porabnika na izvor prek uporovnega delilnika napetosti je smotrna le v primeru zelo majhnega toka bremena (majhen vpliv na izhodno napetost neobremenjenega delilnika) in veliki upornosti delilnika (majhna obremenitev izvora)!

 
       
 

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.

   
       
Obremenitev zveznega delilnika napetosti    
       
Poskus 3.3.2.3.2:

 
       
 
►  

Pri obremenjenem zveznem delilniku napetosti (Rb < ∞) spremembe izhodne napetosti ne sledijo spremembam položaja drsnika na enak način kot pri neobremenjenem delilniku!

Odstopanje sprememb izhodne napetosti glede na položaj drsnika je tem večje, čim manjša je upornost bremena v primerjavi z upornostjo delilnika!

 

 
       
 

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.