Делитель напряжения

Часто при проектировании различных устройств требуется уменьшить величину напряжения или какого-то сигнала произвольной величины в несколько раз. Наиболее простой путь - использование делителя напряжения.

К источнику ЭДС с выходным уровнем u подключаются два последовательно соединенных резистора R1 и R2 (см. нижнюю часть схемы). При включении ключа Sw в замкнутом контуре начинает протекать ток i = u / (R1 + R2). В соответствии с законом Ома на каждом из резисторов создается падение напряжения, пропорциональное его величине:

u(R2) = iR2 = uR2 / (R1+R2)

Отношение сопротивлений k = R2 / (R1+R2) называется коэффициентом деления и показывает, какая часть общего напряжения будет приложена к нагрузке R3, подключенной параллельно резистору R2. Сопротивление нагрузки R3 должно быть на один-два порядка выше сопротивления резистора R2 для того, чтобы можно было пренебречь шунтирующим влиянием тока i(R3) на коэффициент деления. Если это сделать нельзя, то коэффициент деления следует рассчитывать с учетом сопротивления нагрузки (см. раздел 5.1):

k = R2 / [R1 + R2R3 / (R2+R3)]

Для более точного задания (подстройки) требуемого уровня выходного напряжения резистор R2 делают переменным.

Принципиально делитель напряжения можно построить на любых базовых элементах электрической цепи, но только резистивный делитель выполняет свою функцию на постоянном и переменном токе.

5.4. Пассивный L-C фильтр

Электрическая схема последовательно-параллельного соединения элементов (см. верхнюю часть) часто используется как пассивный L-C фильтр для сглаживания пульсаций высоких гармоник источника электрической энергии при нежелательном их проникновении в нагрузку R (например, после выпрямления переменного напряжения).

С ростом частоты гармоник источника электрической энергии wk увеличивается значение индуктивного сопротивления XL = wkL и уменьшается значение емкостного сопротивления XC = 1/wkC. В результате для высоких гармоник цепочка L-C образует делитель напряжения (см. раздел 5.3) с высоким значением коэффициента деления и на нагрузку передается значительно ослабленная амплитуда гармоник.