విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ప్రధాన పారామితులను మార్చడానికి బడ్జెట్ ఎంపిక వోల్టేజ్ డివైడర్లు. అలాంటి పరికరాన్ని మీరే తయారు చేసుకోవడం సులభం, కానీ దీన్ని చేయడానికి, మీరు ప్రయోజనం, అప్లికేషన్ కేసులు, ఆపరేషన్ సూత్రం మరియు గణనల ఉదాహరణలు తెలుసుకోవాలి.
కంటెంట్‌లు
హోదా మరియు అప్లికేషన్
ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజీలను మార్చడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఉపయోగించబడుతుంది, తద్వారా తగినంత అధిక కరెంట్ విలువను నిర్వహించవచ్చు. చిన్న కరెంట్ (వందల mA వరకు) ఉన్న లోడ్ సర్క్యూట్‌కు జోడించబడితే, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వోల్టేజ్ (U) కన్వర్టర్ మంచిది కాదు.
ఈ సందర్భాలలో, మీరు ఒక సాధారణ వోల్టేజ్ డివైడర్ (DN) ను ఉపయోగించవచ్చు, దీని ధర గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది. U యొక్క అవసరమైన విలువను పొందిన తర్వాత సరిదిద్దబడింది మరియు వినియోగదారునికి విద్యుత్ సరఫరా చేయబడుతుంది. అవసరమైతే, కరెంట్ (I) పెంచడానికి, అవుట్పుట్ పవర్ పెరుగుదల దశను ఉపయోగించాలి. అదనంగా, స్థిరమైన U డివైడర్లు కూడా ఉన్నాయి, అయితే ఈ నమూనాలు ఇతరులకన్నా తక్కువ తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి.
DNలు తరచుగా వివిధ పరికరాలను ఛార్జ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, దీనిలో వివిధ రకాల బ్యాటరీల కోసం 220 V తక్కువ U విలువలు మరియు ప్రవాహాల నుండి పొందడం అవసరం.అదనంగా, విద్యుత్ కొలిచే సాధనాలు, కంప్యూటర్ పరికరాలు, అలాగే ప్రయోగశాల పల్స్ మరియు సాధారణ విద్యుత్ సరఫరాలను రూపొందించడానికి U ని విభజించడానికి పరికరాలను ఉపయోగించడం సహేతుకమైనది.
ఆపరేషన్ సూత్రం
వోల్టేజ్ డివైడర్ (DN) అనేది ఒక పరికరం, దీనిలో బదిలీ గుణకం ద్వారా అవుట్పుట్ మరియు ఇన్‌పుట్ U మధ్య సంబంధం ఉంటుంది. బదిలీ గుణకం అనేది డివైడర్ యొక్క అవుట్పుట్ మరియు ఇన్‌పుట్ వద్ద U విలువల నిష్పత్తి. వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క సర్క్యూట్ సరళమైనది మరియు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడిన ఇద్దరు వినియోగదారుల గొలుసు - రేడియో మూలకాలు (రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు లేదా ఇండక్టర్లు). అవి వేర్వేరు అవుట్పుట్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
AC కరెంట్ కింది ప్రధాన పరిమాణాలను కలిగి ఉంటుంది: వోల్టేజ్, ఆంపిరేజ్, రెసిస్టెన్స్, ఇండక్టెన్స్ (L) మరియు కెపాసిటెన్స్ (C). వినియోగదారులు సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు విద్యుత్ (U, I, R, C, L) యొక్క ప్రాథమిక విలువలను లెక్కించడానికి సూత్రాలు:
- ప్రతిఘటన విలువలు జోడించబడతాయి;
- వోల్టేజీలు జోడించబడ్డాయి;
- సర్క్యూట్ విభాగానికి ఓం చట్టం ప్రకారం కరెంట్ లెక్కించబడుతుంది: I = U / R;
- ఇండక్టెన్స్ జోడించబడ్డాయి;
- కెపాసిటర్ల మొత్తం గొలుసు యొక్క కెపాసిటెన్స్: C = (C1 * C2 * ... * Cn) / (C1 + C2 + ... + Cn).
సాధారణ నిరోధకం DN చేయడానికి మరియు సిరీస్ కనెక్ట్ రెసిస్టర్ల సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది. షరతులతో సర్క్యూట్ను 2 భుజాలుగా విభజించవచ్చు. మొదటి చేయి పైభాగం మరియు DN యొక్క ఇన్‌పుట్ మరియు జీరో పాయింట్ మధ్య ఉంటుంది మరియు రెండవ చేయి దిగువ ఒకటి, దీని నుండి అవుట్పుట్ U తీసుకోబడుతుంది.
ఈ భుజాలపై ఉన్న U మొత్తం ఇన్‌పుట్ U. DNలు లీనియర్ మరియు నాన్ లీనియర్ రకాలుగా ఉండే ఫలిత విలువకు సమానం. లీనియర్ పరికరాలు అంటే అవుట్పుట్ U ఉన్నవి, ఇది ఇన్‌పుట్ విలువతో సరళంగా మారుతుంది. సర్క్యూట్ల యొక్క వివిధ భాగాలలో కావలసిన U సెట్ చేయడానికి అవి ఉపయోగించబడతాయి. ఫంక్షనల్ పొటెన్షియోమీటర్లలో నాన్-లీనియర్ ఉపయోగించబడుతుంది. వారి నిరోధకత చురుకుగా, రియాక్టివ్ మరియు కెపాసిటివ్ కావచ్చు.
అదనంగా, DN కూడా కెపాసిటివ్‌గా ఉంటుంది. ఇది శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన 2 కెపాసిటర్ల గొలుసును ఉపయోగిస్తుంది.
దాని ఆపరేషన్ సూత్రం వేరియబుల్ భాగంతో సర్క్యూట్లో కెపాసిటర్ల నిరోధకత యొక్క రియాక్టివ్ భాగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కెపాసిటర్ కెపాసిటివ్ లక్షణాలను మాత్రమే కాకుండా, ప్రతిఘటన Xc కూడా కలిగి ఉంటుంది. ఈ నిరోధకతను కెపాసిటివ్ రెసిస్టెన్స్ అంటారు, ఇది కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఫార్ములా ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: Xc = (1 / C) * w = w / C, ఇక్కడ w అనేది చక్రీయ ఫ్రీక్వెన్సీ, C అనేది కెపాసిటర్ విలువ.
చక్రీయ ఫ్రీక్వెన్సీ సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది: w = 2 * PI * f, ఇక్కడ PI = 3.1416, మరియు f అనేది AC ఫ్రీక్వెన్సీ.
కెపాసిటర్, లేదా కెపాసిటివ్, రకం రెసిస్టివ్ పరికరాల కంటే సాపేక్షంగా అధిక ప్రవాహాలను అనుమతిస్తుంది. U- విలువను అనేక సార్లు తగ్గించాల్సిన అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్లలో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అదనంగా, ఇది వేడెక్కడం లేదు యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనం.
DN యొక్క ప్రేరక రకం ఒక వేరియబుల్ భాగంతో సర్క్యూట్లలో విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కరెంట్ సోలనోయిడ్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, దీని నిరోధకత L పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దీనిని ఇండక్టివ్ అంటారు. దీని విలువ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది: Xl = w * L, ఇక్కడ L అనేది సర్క్యూట్ లేదా కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ విలువ.
ఇండక్టివ్ DN అనేది వేరియబుల్ కాంపోనెంట్ మరియు ఇండక్టివ్ రెసిస్టెన్స్ (Xl) ఉన్న కరెంట్ ఉన్న సర్క్యూట్లలో మాత్రమే పని చేస్తుంది.
ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
రెసిస్టివ్ DN యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతలు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడవు, రెసిస్టర్లలో గణనీయమైన వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు శక్తిలో తగ్గింపు. కొన్ని సర్క్యూట్లలో రెసిస్టర్ల శక్తిని ఎంచుకోవడం అవసరం, ఎందుకంటే ముఖ్యమైన తాపన ఉంది.
AC సర్క్యూట్లలో చాలా సందర్భాలలో, యాక్టివ్ లోడ్ (రెసిస్టివ్) DNలు ఉపయోగించబడతాయి, అయితే ప్రతి రెసిస్టర్‌లకు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడిన పరిహారం కెపాసిటర్‌లతో. ఈ విధానం వేడిని తగ్గిస్తుంది, కానీ ప్రధాన ప్రతికూలతను తొలగించదు, ఇది శక్తిని కోల్పోవడం. ప్రయోజనం DC సర్క్యూట్లలో ఉపయోగం.
రెసిస్టివ్ DN పై విద్యుత్ నష్టాన్ని తొలగించడానికి, క్రియాశీల మూలకాలు (రెసిస్టర్లు) కెపాసిటివ్ మూలకాలతో భర్తీ చేయాలి. రెసిస్టివ్ DNకి సంబంధించి కెపాసిటివ్ మూలకం అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:
- ఇది AC సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది;
- వేడెక్కడం లేదు;
- నిరోధకం వలె కాకుండా కెపాసిటర్‌కు శక్తి లేనందున విద్యుత్ నష్టం తగ్గుతుంది;
- అధిక-వోల్టేజ్ విద్యుత్ సరఫరాలో ఉపయోగించవచ్చు;
- అధిక సామర్థ్యం (పనితీరు యొక్క గుణకం);
- తక్కువ I-నష్టం.
ప్రతికూలత ఏమిటంటే ఇది స్థిరమైన U తో సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడదు. DC సర్క్యూట్లలోని కెపాసిటర్ కెపాసిటర్ కలిగి ఉండదు, కానీ కెపాసిటర్గా మాత్రమే పనిచేస్తుంది.
AC సర్క్యూట్లలోని ప్రేరక DN కూడా అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, అయితే ఇది స్థిరమైన U సర్క్యూట్లలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. ఒక ఇండక్టర్ కాయిల్ ప్రతిఘటనను కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఇండక్టెన్స్ కారణంగా, U లో గణనీయమైన తగ్గుదల ఉన్నందున ఈ ఎంపిక తగినది కాదు. నిరోధక రకం DN కంటే ప్రధాన ప్రయోజనాలు:
- వేరియబుల్ Uతో నెట్వర్క్లలో అప్లికేషన్;
- భాగాలు వేడి చేయడం చాలా తక్కువ;
- AC సర్క్యూట్లలో తక్కువ శక్తి నష్టం;
- తులనాత్మకంగా అధిక సామర్థ్యం (కెపాసిటివ్ కంటే ఎక్కువ);
- అధిక-ఖచ్చితమైన కొలిచే పరికరాలలో ఉపయోగించండి;
- తక్కువ ఖచ్చితత్వం;
- డివైడర్ అవుట్‌పుట్‌కి కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ విభజన నిష్పత్తిపై ప్రభావం చూపదు;
- ప్రస్తుత నష్టాలు కెపాసిటివ్ డివైడర్ల కంటే తక్కువగా ఉన్నాయి.
ప్రతికూలతలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
- విద్యుత్ సరఫరా నెట్వర్క్లలో స్థిరమైన U యొక్క ఉపయోగం గణనీయమైన ప్రస్తుత నష్టాలకు దారి తీస్తుంది. అదనంగా, ఇండక్టెన్స్ కోసం విద్యుత్ శక్తి వినియోగం కారణంగా వోల్టేజ్ తీవ్రంగా పడిపోతుంది.
- ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాల ద్వారా అవుట్పుట్ సిగ్నల్ (రెక్టిఫైయర్ బ్రిడ్జ్ మరియు ఫిల్టర్ ఉపయోగించకుండా) మారుతూ ఉంటుంది.
- అధిక వోల్టేజ్ AC సర్క్యూట్లలో వర్తించదు.
రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్లతో వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క గణన
లెక్కించేందుకు వోల్టేజ్ డివైడర్ రకాన్ని ఎంచుకున్న తర్వాత మీరు సూత్రాలను ఉపయోగించాలి. సరికాని లెక్కలు పరికరాన్ని, ప్రస్తుత విస్తరణ అవుట్పుట్ దశను మరియు వినియోగదారుని బర్న్ చేయగలవు.తప్పు లెక్కల యొక్క పరిణామాలు రేడియో భాగాల వైఫల్యం కంటే అధ్వాన్నంగా ఉంటాయి: షార్ట్ సర్క్యూట్ ఫలితంగా అగ్ని, అలాగే విద్యుదాఘాతం.
సర్క్యూట్ను లెక్కించేటప్పుడు మరియు సమీకరించేటప్పుడు, మీరు భద్రతా నియమాలను స్పష్టంగా గమనించాలి, సరైన అసెంబ్లీ కోసం దాన్ని ఆన్ చేయడానికి ముందు పరికరాన్ని తనిఖీ చేయండి మరియు తడిగా ఉన్న గదిలో (విద్యుత్ఘాతం పెరుగుతుంది) పరీక్షించకూడదు. గణనలలో ఉపయోగించే ప్రాథమిక చట్టం సర్క్యూట్ విభాగానికి ఓం యొక్క చట్టం. దీని సూత్రీకరణ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: కరెంట్ సర్క్యూట్ విభాగంలోని వోల్టేజ్‌కు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ఆ విభాగం యొక్క ప్రతిఘటనకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఫార్ములా రూపంలో ప్రవేశం క్రింది విధంగా ఉంది: I = U / R.
రెసిస్టర్‌లతో వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను లెక్కించడానికి అల్గోరిథం:
- మొత్తం వోల్టేజ్: Upit = U1 + U2, ఇక్కడ U1 మరియు U2 ప్రతి రెసిస్టర్‌లపై U విలువలు.
- రెసిస్టర్‌లపై వోల్టేజీలు: U1 = I * R1 మరియు U2 = I * R2.
- Upit = I * (R1 + R2).
- లోడ్ కరెంట్ లేదు: I = U / (R1 + R2).
- ప్రతి రెసిస్టర్‌లపై U డ్రాప్: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit మరియు U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.
R1 మరియు R2 విలువలు తప్పనిసరిగా లోడ్ నిరోధకత కంటే 2 రెట్లు తక్కువగా ఉండాలి.
కెపాసిటర్లపై వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను లెక్కించడానికి మీరు సూత్రాలను ఉపయోగించవచ్చు: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit మరియు U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.
ఇండక్టెన్స్‌ల వద్ద DNని లెక్కించడానికి ఇలాంటి సూత్రాలు: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit మరియు U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.
డివైడర్లు చాలా సందర్భాలలో డయోడ్ వంతెన మరియు స్టెబిలిట్రాన్‌తో ఉపయోగించబడతాయి. స్టెబిలిట్రాన్ అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది U స్టెబిలైజర్‌గా పనిచేస్తుంది. ఈ సర్క్యూట్లో అనుమతించదగిన U కంటే డయోడ్‌లను రివర్స్ Uతో ఎంచుకోవాలి. స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ యొక్క అవసరమైన విలువ కోసం రిఫరెన్స్ బుక్ ప్రకారం స్టెబిలిట్రాన్ ఎంచుకోవాలి. అదనంగా, ఒక రెసిస్టర్ దాని ముందు సర్క్యూట్లో చేర్చబడాలి, ఎందుకంటే అది లేకుండా సెమీకండక్టర్ పరికరం కాలిపోతుంది.
సంబంధిత కథనాలు:
