電流の主なパラメータを変換するための予算オプションは、分圧器です。このようなデバイスは自分で簡単に作成できますが、これを行うには、目的、適用例、動作原理、および計算例を知る必要があります。
指定・申請
交流電圧を変圧器で変換することで、十分な電流値を確保することができます。小電流 (最大数百 mA) の負荷を回路に追加する場合、変圧器電圧 (U) コンバーターはお勧めできません。
このような場合、単純な分圧器 (DN) を使用できますが、そのコストは大幅に低くなります。 Uの必要な値を取得した後、整流され、消費者に電力が供給されます。必要に応じて、電流 (I) を増やすには、出力電力増加ステージを使用する必要があります。さらに、定数 U ディバイダーもありますが、これらのモデルは他のモデルよりも使用頻度が低くなります。
DN はさまざまなデバイスの充電によく使用されます。この場合、220 V からさまざまな種類のバッテリの U 値と電流を下げる必要があります。さらに、Uを分割するためのデバイスを使用して、電気測定器、コンピューター機器、実験用パルスおよび通常の電源を作成することは合理的です。
動作原理
分圧器 (DN) は、出力と入力 U の関係が伝達係数によって決まるデバイスです。伝達係数は、分周器の出力と入力における U 値の比率です。分圧器の回路は単純で、直列に接続された2つの消費者のチェーンです-無線要素（抵抗器、コンデンサー、またはインダクター）。それらは異なる出力特性を持っています。
AC 電流には、電圧、アンペア数、抵抗、インダクタンス (L)、キャパシタンス (C) という主な量があります。消費者が直列に接続されている場合の電気の基本値 (U、I、R、C、L) を計算するための式:
- 抵抗値が加算されます。
- 電圧が追加されます。
- 電流は、回路セクションのオームの法則に従って計算されます。I = U / R;
- インダクタンスが追加されます。
- コンデンサのチェーン全体の静電容量: C = (C1 * C2 * ... * Cn) / (C1 + C2 + ... + Cn)。
簡単な抵抗器 DN を作成するには、直列接続された抵抗器の原理が使用されます。条件付きで、回路を 2 つのショルダーに分割できます。最初のアームは上のアームで、DN の入力とゼロ点の間にあり、2 番目のアームは下のアームで、そこから出力 U が取得されます。
これらの肩の U の合計は、入力 U の結果の値に等しくなります。DN は線形タイプと非線形タイプです。線形デバイスは、入力値に比例して変化する出力 U を持つデバイスです。それらは、回路のさまざまな部分で目的の U を設定するために使用されます。非線形は機能ポテンショメータで使用されます。それらの抵抗は、アクティブ、リアクティブ、および容量性です。
さらに、DN は容量性にすることもできます。直列に接続された 2 つのコンデンサーのチェーンを使用します。
その動作原理は、可変コンポーネントを含む回路内のコンデンサの抵抗の無効成分に基づいています。コンデンサは容量特性だけでなく、抵抗 Xc も持っています。この抵抗は容量性抵抗と呼ばれ、電流の周波数に依存し、次の式で決定されます。Xc = (1 / C) * w = w / C、w は周期周波数、C はコンデンサの値です。
循環周波数は次の式で計算されます: w = 2 * PI * f、ここで PI = 3.1416、f は AC 周波数です。
コンデンサ、または容量性タイプは、抵抗デバイスよりも比較的高い電流を許容します。 U値を数倍に減らす必要がある高電圧回路で広く使用されています。さらに、過熱しないという大きな利点があります。
DNの誘導型は、可変コンポーネントを含む回路における電磁誘導の原理に基づいています。電流はソレノイドを流れ、その抵抗は L に依存し、誘導性と呼ばれます。その値は、交流電流の周波数に正比例します。Xl = w * L、ここで、L は回路またはコイルのインダクタンス値です。
誘導 DN は、可変成分を持ち、誘導抵抗 (Xl) を持つ電流が流れる回路でのみ機能します。
長所と短所
抵抗 DN の主な欠点は、高周波回路で使用できないこと、抵抗器での大幅な電圧降下、および電力の低下です。一部の回路では、かなりの発熱があるため、抵抗器の電力を選択する必要があります。
ほとんどの場合、AC 回路では能動負荷 (抵抗) DN が使用されますが、各抵抗に並列に補償コンデンサが接続されています。このアプローチは加熱を減らしますが、電力の損失である主な欠点を取り除くことはできません。利点は、DC回路での使用です。
抵抗 DN での電力損失をなくすには、能動素子 (抵抗) を容量素子に置き換える必要があります。抵抗 DN に関連する容量要素には、いくつかの利点があります。
- AC回路で使用されます。
- 過熱はありません。
- 抵抗器とは異なり、コンデンサには電力がないため、電力損失が減少します。
- 高電圧電源で使用できます。
- 高効率 (成績係数);
- 低I損失。
欠点は、Uが一定の回路では使用できないことです。これは、DC回路のコンデンサには静電容量がなく、コンデンサとしてのみ機能するためです。
AC 回路の誘導 DN にも多くの利点がありますが、定 U 回路でも使用できます。インダクタ コイルには抵抗がありますが、インダクタンスのために、U が大幅に低下するため、このオプションは適切ではありません。抵抗タイプの DN に対する主な利点:
- 変数 U を持つネットワークでのアプリケーション。
- コンポーネントの加熱はごくわずかです。
- AC 回路での電力損失が少ない。
- 比較的高い効率（容量性よりも高い）;
- 高精度測定機器での使用;
- 低精度;
- 分周器出力に接続された負荷は、分周比に影響しません。
- 電流損失は、容量分圧器よりも少なくなります。
欠点は次のとおりです。
- 電源ネットワークで定数 U を使用すると、大きな電流損失が発生します。また、インダクタンスによる電気エネルギーの消費により、電圧が急激に低下します。
- 周波数特性（整流ブリッジやフィルタを使用しない場合）により出力信号が変化します。
- 高電圧 AC 回路には適用されません。
抵抗、コンデンサ、およびインダクタを使用した分圧器の計算
計算する分圧器のタイプを選択したら、式を使用する必要があります。誤った計算は、デバイス自体、電流増幅出力段、および消費者を焼き尽くす可能性があります。誤った計算の結果は、無線コンポーネントの故障よりも悪化する可能性があります。短絡による発火や感電死などです。
回路を計算して組み立てるときは、安全規則を明確に順守し、電源を入れる前に適切に組み立てられていることを確認し、湿気の多い部屋でテストしないでください (感電の可能性が高くなります)。計算の基本法則は、回路部分のオームの法則です。その定式化は次のとおりです。電流は回路セクションの電圧に正比例し、そのセクションの抵抗に反比例します。式の形式でのエントリは次のとおりです。I = U / R.
抵抗器を使用した分圧器を計算するアルゴリズム:
- 合計電圧: Upit = U1 + U2、ここで、U1 と U2 は各抵抗器の U 値です。
- 抵抗の電圧: U1 = I * R1 および U2 = I * R2。
- Upit = I * (R1 + R2)。
- 無負荷電流: I = U / (R1 + R2)。
- 各抵抗器の U ドロップ: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit および U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit。
R1 と R2 の値は、負荷抵抗の 2 分の 1 でなければなりません。
コンデンサの分圧器を計算するには、式を使用できます: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit および U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.
インダクタンスで DN を計算するための同様の式: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit および U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit。
分圧器は、ほとんどの場合、ダイオード ブリッジとスタビリトロンと共に使用されます。スタビリトロンは、U スタビライザーとして機能する半導体デバイスです。ダイオードは、この回路で許容される U を超える逆 U を選択する必要があります。スタビリトロンは、必要な安定化電圧の値に関する参考書に従って選択する必要があります。さらに、抵抗器がないと半導体デバイスが焼損するため、回路の前に抵抗器を含める必要があります。
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