વોલ્ટેજ વિભાજક શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવી?

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના મુખ્ય પરિમાણોને કન્વર્ટ કરવા માટેનો બજેટ વિકલ્પ વોલ્ટેજ વિભાજકો છે. આવા ઉપકરણને જાતે બનાવવું સરળ છે, પરંતુ આ કરવા માટે, તમારે હેતુ, એપ્લિકેશનના કેસો, કામગીરીના સિદ્ધાંત અને ગણતરીઓના ઉદાહરણો જાણવાની જરૂર છે.

હોદ્દો અને અરજી

ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજને કન્વર્ટ કરવા માટે કરવામાં આવે છે, જેથી પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચું વર્તમાન મૂલ્ય જાળવી શકાય. જો સર્કિટમાં નાનો પ્રવાહ (સેંકડો mA સુધી) સાથેનો ભાર ઉમેરવાનો હોય, તો ટ્રાન્સફોર્મર વોલ્ટેજ (U) કન્વર્ટરની સલાહ આપવામાં આવતી નથી.

આ કિસ્સાઓમાં, તમે સરળ વોલ્ટેજ વિભાજક (ડીએન) નો ઉપયોગ કરી શકો છો, જેની કિંમત નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે. U ની આવશ્યક કિંમત પ્રાપ્ત કર્યા પછી સુધારેલ છે અને ગ્રાહકને પાવર સપ્લાય કરવામાં આવે છે. જો જરૂરી હોય તો, વર્તમાન (I) વધારવા માટે, આઉટપુટ પાવર વધારવાના તબક્કાનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. આ ઉપરાંત, ત્યાં સતત યુ ડિવાઈડર પણ છે, પરંતુ આ મોડલ્સનો ઉપયોગ અન્ય કરતા ઓછો થાય છે.

DN નો ઉપયોગ ઘણીવાર વિવિધ ઉપકરણોને ચાર્જ કરવા માટે કરવામાં આવે છે, જેમાં વિવિધ પ્રકારની બેટરીઓ માટે 220 V નીચલા U મૂલ્યો અને પ્રવાહો મેળવવાની જરૂર છે.વધુમાં, ઇલેક્ટ્રિક માપન સાધનો, કમ્પ્યુટર સાધનો, તેમજ લેબોરેટરી પલ્સ અને સામાન્ય પાવર સપ્લાય બનાવવા માટે U ને વિભાજીત કરવા માટે ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવો વાજબી છે.

ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત

વોલ્ટેજ વિભાજક (DN) એ એક ઉપકરણ છે જેમાં ટ્રાન્સફર ગુણાંક દ્વારા આઉટપુટ અને ઇનપુટ U વચ્ચેનો સંબંધ છે. ટ્રાન્સફર ગુણાંક એ વિભાજકના આઉટપુટ અને ઇનપુટ પર U મૂલ્યોનો ગુણોત્તર છે. વોલ્ટેજ વિભાજકનું સર્કિટ સરળ છે અને તે શ્રેણીમાં જોડાયેલા બે ઉપભોક્તાની સાંકળ છે - રેડિયો તત્વો (રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર્સ અથવા ઇન્ડક્ટર). તેમની પાસે વિવિધ આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓ છે.

AC વર્તમાનમાં નીચેના મુખ્ય જથ્થાઓ છે: વોલ્ટેજ, એમ્પેરેજ, પ્રતિકાર, ઇન્ડક્ટન્સ (L) અને કેપેસીટન્સ (C). જ્યારે ગ્રાહકો શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય ત્યારે વીજળીના મૂળભૂત મૂલ્યો (U, I, R, C, L) ની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રો:

1. પ્રતિકાર મૂલ્યો ઉમેરે છે;
2. વોલ્ટેજ ઉમેરવામાં આવે છે;
3. સર્કિટ વિભાગ માટે ઓહ્મના કાયદા અનુસાર વર્તમાનની ગણતરી કરવામાં આવશે: I = U / R;
4. ઇન્ડક્ટન્સ ઉમેરવામાં આવે છે;
5. કેપેસિટર્સની સમગ્ર સાંકળની કેપેસિટીન્સ: C = (C1 * C2 * ... * Cn) / (C1 + C2 + ... + Cn).

સરળ રેઝિસ્ટર DN બનાવવા માટે અને સિરીઝ કનેક્ટેડ રેઝિસ્ટરનો સિદ્ધાંત વપરાય છે. શરતી રીતે સર્કિટને 2 ખભામાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રથમ હાથ ઉપરનો છે અને તે ઇનપુટ અને DN ના શૂન્ય બિંદુની વચ્ચે છે, અને બીજો હાથ નીચેનો છે, જેમાંથી આઉટપુટ U લેવામાં આવે છે.

આ ખભા પર U નો સરવાળો ઇનપુટ U ના પરિણામી મૂલ્ય જેટલો છે. DN રેખીય અને બિનરેખીય પ્રકારના હોય છે. લીનિયર ડિવાઇસ એ આઉટપુટ U સાથે હોય છે, જે ઇનપુટ મૂલ્ય સાથે રેખીય રીતે બદલાય છે. તેઓ સર્કિટના વિવિધ ભાગોમાં ઇચ્છિત U સેટ કરવા માટે વપરાય છે. બિન-રેખીયનો ઉપયોગ કાર્યાત્મક પોટેન્ટિઓમીટરમાં થાય છે. તેમનો પ્રતિકાર સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કેપેસિટીવ હોઈ શકે છે.

વધુમાં, DN પણ કેપેસિટીવ હોઈ શકે છે. તે શ્રેણીમાં જોડાયેલા 2 કેપેસિટર્સની સાંકળનો ઉપયોગ કરે છે.

તેના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત ચલ ઘટક સાથેના સર્કિટમાં કેપેસિટર્સના પ્રતિકારના પ્રતિક્રિયાત્મક ઘટક પર આધારિત છે. કેપેસિટરમાં માત્ર કેપેસિટીવ લાક્ષણિકતાઓ જ નથી, પણ પ્રતિકારક Xc પણ છે. આ પ્રતિકારને કેપેસિટીવ પ્રતિકાર કહેવામાં આવે છે, વર્તમાનની આવર્તન પર આધાર રાખે છે અને સૂત્ર દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે: Xc = (1 / C) * w = w / C, જ્યાં w ચક્રીય આવર્તન છે, C એ કેપેસિટર મૂલ્ય છે.

ચક્રીય આવર્તનની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે: w = 2 * PI * f, જ્યાં PI = 3.1416, અને f એ AC આવર્તન છે.

કેપેસિટર, અથવા કેપેસિટીવ, પ્રકાર પ્રતિરોધક ઉપકરણો કરતાં પ્રમાણમાં ઊંચા પ્રવાહોને મંજૂરી આપે છે. તે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સર્કિટ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં યુ-વેલ્યુને ઘણી વખત ઘટાડવાની જરૂર છે. વધુમાં, તે વધુ ગરમ ન થવાનો નોંધપાત્ર ફાયદો ધરાવે છે.

DN નો પ્રેરક પ્રકાર ચલ ઘટક સાથે સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. વર્તમાન સોલેનોઇડ દ્વારા વહે છે, જેનો પ્રતિકાર L પર આધાર રાખે છે અને તેને ઇન્ડક્ટિવ કહેવામાં આવે છે. તેનું મૂલ્ય વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન સાથે સીધું પ્રમાણસર છે: Xl = w * L, જ્યાં L એ સર્કિટ અથવા કોઇલનું ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્ય છે.

ઇન્ડક્ટિવ DN માત્ર એવા સર્કિટમાં જ કામ કરે છે જેમાં ચલ ઘટક હોય અને તેમાં ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ (Xl) હોય.

ફાયદાઓ અને ગેરફાયદાઓ

પ્રતિકારક DN ના મુખ્ય ગેરફાયદા એ છે કે તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ આવર્તન સર્કિટમાં કરી શકાતો નથી, રેઝિસ્ટર્સમાં નોંધપાત્ર વોલ્ટેજ ડ્રોપ અને પાવરમાં ઘટાડો. કેટલાક સર્કિટ્સમાં રેઝિસ્ટર્સની શક્તિ પસંદ કરવી જરૂરી છે, કારણ કે ત્યાં નોંધપાત્ર ગરમી છે.

એસી સર્કિટ્સમાં મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, સક્રિય લોડ (પ્રતિરોધક) DN નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ વળતર કેપેસિટર્સ પ્રત્યેક પ્રતિરોધકોની સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે. આ અભિગમ હીટિંગ ઘટાડે છે, પરંતુ મુખ્ય ગેરલાભને દૂર કરતું નથી, જે શક્તિનું નુકસાન છે. ફાયદો ડીસી સર્કિટમાં ઉપયોગ છે.

પ્રતિકારક DN પર પાવર લોસને દૂર કરવા માટે, સક્રિય તત્વો (રેઝિસ્ટર) ને કેપેસિટીવ તત્વો દ્વારા બદલવા જોઈએ. પ્રતિકારક DN ના સંબંધમાં કેપેસિટીવ તત્વના ઘણા ફાયદા છે:

1. તેનો ઉપયોગ એસી સર્કિટમાં થાય છે;
2. ત્યાં કોઈ ઓવરહિટીંગ નથી;
3. પાવર લોસમાં ઘટાડો થાય છે કારણ કે કેપેસિટરમાં કોઈ પાવર નથી, રેઝિસ્ટરથી વિપરીત;
4. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાયમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે;
5. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (પ્રદર્શન ગુણાંક);
6. નીચું I- નુકશાન.

ગેરલાભ એ છે કે તેનો ઉપયોગ સતત U સાથે સર્કિટમાં કરી શકાતો નથી. આ એ હકીકતને કારણે છે કે ડીસી સર્કિટમાં કેપેસિટરમાં કેપેસિટેન્સ નથી, પરંતુ તે માત્ર કેપેસિટર તરીકે કાર્ય કરે છે.

AC સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટિવ ડીએનના પણ ઘણા ફાયદા છે, પરંતુ તેનો ઉપયોગ સતત U સર્કિટમાં પણ થઈ શકે છે. ઇન્ડક્ટર કોઇલમાં પ્રતિકાર હોય છે, પરંતુ ઇન્ડક્ટન્સને કારણે, આ વિકલ્પ યોગ્ય નથી કારણ કે U માં નોંધપાત્ર ઘટાડો છે. DN ના પ્રતિકારક પ્રકાર પર મુખ્ય ફાયદા:

1. ચલ U સાથે નેટવર્ક્સમાં એપ્લિકેશન;
2. ઘટકોની ગરમી નજીવી છે;
3. એસી સર્કિટ્સમાં ઓછી પાવર લોસ;
4. તુલનાત્મક રીતે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (કેપેસિટીવ કરતા વધારે);
5. ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપવાના સાધનોમાં ઉપયોગ કરો;
6. નીચલી અચોક્કસતા;
7. વિભાજક આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ લોડ ડિવિઝન રેશિયો પર કોઈ અસર કરતું નથી;
8. વર્તમાન નુકસાન કેપેસિટીવ ડિવાઈડર કરતાં ઓછું છે.

ગેરફાયદા નીચે મુજબ છે:

1. પાવર સપ્લાય નેટવર્ક્સમાં સતત U નો ઉપયોગ નોંધપાત્ર વર્તમાન નુકસાન તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, ઇન્ડક્ટન્સ માટે વિદ્યુત ઊર્જાના વપરાશને કારણે વોલ્ટેજમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.
2. આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા આઉટપુટ સિગ્નલ (રેક્ટિફાયર બ્રિજ અને ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કર્યા વિના) બદલાય છે.
3. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ એસી સર્કિટમાં લાગુ પડતું નથી.

રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર્સ સાથે વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી

ગણતરી કરવા માટે વોલ્ટેજ વિભાજકનો પ્રકાર પસંદ કર્યા પછી તમારે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે. ખોટી ગણતરીઓ ઉપકરણને જ, વર્તમાન એમ્પ્લીફાઈંગ આઉટપુટ સ્ટેજ અને ઉપભોક્તાને બર્ન કરી શકે છે.ખોટી ગણતરીઓના પરિણામો રેડિયો ઘટકોની નિષ્ફળતા કરતાં વધુ ખરાબ હોઈ શકે છે: શોર્ટ સર્કિટના પરિણામે આગ, તેમજ ઈલેક્ટ્રોકશન.

સર્કિટની ગણતરી અને એસેમ્બલ કરતી વખતે, તમારે સલામતીના નિયમોનું સ્પષ્ટપણે પાલન કરવું જોઈએ, યોગ્ય એસેમ્બલી માટે ઉપકરણને ચાલુ કરતા પહેલા તેને તપાસો અને ભીના ઓરડામાં તેનું પરીક્ષણ ન કરો (ઈલેક્ટ્રિકશનની શક્યતા વધે છે). ગણતરીમાં વપરાતો મૂળભૂત કાયદો સર્કિટ વિભાગ માટે ઓહ્મનો કાયદો છે. તેની રચના નીચે મુજબ છે: વર્તમાન સર્કિટ વિભાગમાં વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર છે અને તે વિભાગના પ્રતિકારના વિપરીત પ્રમાણમાં છે. સૂત્રના સ્વરૂપમાં પ્રવેશ નીચે મુજબ છે: I = U/R.

રેઝિસ્ટર સાથે વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી માટે અલ્ગોરિધમ:

1. કુલ વોલ્ટેજ: Upit = U1 + U2, જ્યાં U1 અને U2 એ દરેક રેઝિસ્ટર પર U મૂલ્યો છે.
2. રેઝિસ્ટર પર વોલ્ટેજ: U1 = I * R1 અને U2 = I * R2.
3. Upit = I * (R1 + R2).
4. કોઈ લોડ વર્તમાન: I = U / (R1 + R2).
5. દરેક રેઝિસ્ટર પર U ડ્રોપ: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit અને U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.

R1 અને R2 ના મૂલ્યો લોડ પ્રતિકાર કરતા 2 ગણા ઓછા હોવા જોઈએ.

કેપેસિટર્સ પર વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી કરવા માટે તમે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરી શકો છો: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit અને U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.

ઇન્ડક્ટન્સ પર DN ની ગણતરી કરવા માટે સમાન સૂત્રો: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit અને U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.

ડિવાઈડરનો ઉપયોગ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં ડાયોડ બ્રિજ અને સ્ટેબિલિટ્રોન સાથે થાય છે. સ્ટેબિલિટ્રોન એ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે U સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે. ડાયોડ્સ આ સર્કિટમાં અનુમતિપાત્ર U કરતાં વિપરીત U સાથે પસંદ કરવા જોઈએ. સ્ટેબિલિટ્રોનને સ્ટેબિલાઈઝિંગ વોલ્ટેજના જરૂરી મૂલ્ય માટે સંદર્ભ પુસ્તક અનુસાર પસંદ કરવું જોઈએ. વધુમાં, તેના પહેલાં સર્કિટમાં રેઝિસ્ટરનો સમાવેશ થવો જોઈએ, કારણ કે તેના વિના સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ બળી જશે.

સંબંધિત લેખો: