Bộ chia điện áp – Mạch, phương trình và ứng dụng

Bộ chia điện áp còn được gọi là Bộ chia điện thế, là một mạch đơn giản rất phổ biến được sử dụng để thay đổi điện áp lớn thành điện áp nhỏ. Thông qua bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về:

  • Bộ chia điện áp là gì?
  • Mạch chia điện áp
  • Phương trình / Công thức chia điện áp
  • Ứng dụng của bộ chia điện áp

Bộ chia điện áp là gì?

  • Mạch tuyến tính thụ động tạo ra điện áp đầu ra bằng một phần điện áp đầu vào.
  • Nó giảm điện áp đầu vào xuống điện áp nhỏ hơn dựa trên tỷ lệ của 2 điện trở thông qua việc phân phối điện áp đầu vào giữa các thành phần của bộ chia.
  • Thường được sử dụng để cung cấp điện áp khác với pin hoặc nguồn điện có sẵn.
  • Điện áp đầu ra của bộ chia điện áp phụ thuộc vào điện trở của tải vào.

Mạch chia điện áp

image 7
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 20

Mạch chia điện áp thường sẽ trông như thế này trong mạch có 2 điện trở nối tiếp nhau.

  • R1 = Điện trở gần nhất với điện áp đầu vào (Vin)
  • R2 = Điện trở gần mặt đất nhất
  • in = Điện áp đầu vào
  • out = Điện áp đầu ra trên R2 là điện áp chia (1/4 điện áp đầu vào)

Công thức / phương trình chia điện áp

Phương trình tìm điện áp đầu ra của Mạch chia:

image 8
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 21

R2/R1 + R2 = Tỷ số xác định hệ số thang đo của điện áp giảm xuống.

Ví dụ:
in = 100, R 1 = 20, R 2 = 10

Với sự trợ giúp của máy tính, bạn sẽ nhận được:

image 9
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 22

Quy tắc chia điện áp

  • Quy tắc phân chia điện áp phát biểu rằng: Hiệu điện thế chia cho hai điện trở mắc nối tiếp tỉ lệ thuận với điện trở của chúng.
  • Điều đó có nghĩa là mạch của bạn có thể có nhiều hơn 2 điện trở!
  • Công thức quy tắc chia điện áp:
image 10
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 23

Ví dụ về phương trình quy tắc chia điện áp:

image 11
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 24

Định luật Ohm

Bây giờ, chúng ta có thể sử dụng Định luật Ohm để tính điện áp chạy qua mỗi điện trở:

  • Phương trình định luật Ohm = E = IR
    • E = Dòng điện chạy qua mỗi điện trở
    • I = Dòng điện trong mạch
    • R = Trở kháng
image 12
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 25
image 13
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 26

Như vậy dòng điện chạy qua mỗi điện trở lần lượt là 5V, 10V và 15V!

Phương trình đơn giản hóa

Nếu R1 = R2,

image 14
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 27

Nếu bạn đang giải tìm R1,

image 15
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 28

Nếu bạn đang giải tìm R2,

image 16
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 29

Ứng dụng của bộ chia điện áp

Mạch chia điện áp rất phổ biến và được tìm thấy trong nhiều ứng dụng. Dưới đây là một số ví dụ về nơi tìm thấy mạch Bộ chia điện áp:

Chiết áp

  • Chiết áp là linh kiện điện tử thụ động có chức năng trượt hoặc quay hoạt động như một bộ chia điện áp có thể điều chỉnh.
  • Điện áp đầu vào được áp dụng trên toàn bộ chiều dài của Chiết áp và điện áp đầu ra (giảm điện áp) được điều khiển bằng tiếp điểm cố định và trượt của chiết áp.
  • Có hai loại chiết áp
    • Chiết áp quay (Núm quay)
    • Chiết áp tuyến tính (Thanh trượt)

Chiết áp trượt

image 17
Chiết áp trượt
  • Nguyên lý hoạt động của chiết áp trượt?
    • Cần gạt thủ công có thể di chuyển được, chạm vào dải vật liệu có điện trở. Khi nó được di chuyển lên gần đầu 1 và ra xa đầu 2, điện trở giảm xuống đầu 1 trong khi điện trở tăng ở đầu 2 và ngược lại.
  • Chiết áp rất hữu ích để giúp đạt được điện áp thay đổi từ nguồn điện áp cố định. Nó có thể kết nối các cực bên ngoài của chiết áp qua nguồn điện áp và điều khiển điện áp bạn cần giữa chiết áp và một trong các cực bên ngoài cho mạch của bạn.
  • Chiết áp Grove – Slide kết hợp một điện trở biến tuyến tính có điện trở tối đa là 10KΩ. Khi thanh trượt di chuyển, điện áp đầu ra sẽ nằm trong khoảng từ 0 V đến Vcc mà bạn áp dụng.
  • Nó kết nối với các mô-đun Grove khác thông qua Cáp Grove 4 chân tiêu chuẩn.
  • Dưới đây là hình ảnh của sơ đồ Potentiometer:
image 18
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 30
  • Nó có nhiều mục đích như trở thành Điện trở có thể điều chỉnh, độc lập, bộ chia điện áp với Arduino hoặc thậm chí là thiết bị giao diện con người (HID), nghĩa là nó có thể được sử dụng để điều khiển ô tô!
  • Một số dự án bạn có thể thực hiện với Grove – Slide Potentiometer  giống như tạo Beatbox hoặc Boombox của riêng bạn bằng Arduino!

Grove – Cảm biến góc quay(P)

image 19
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 31
  • Cảm biến góc quay Grove (P) có khả năng tạo ra đầu ra analog trong khoảng từ 0 đến Vcc (5V DC với Seeeduino) trên đầu nối D1 của nó.
  • Với giá trị điện trở ở mức 10k Ohms, nó hoàn hảo cho việc sử dụng Arduino.
  • Nó được hỗ trợ trên tất cả các nền tảng MCU như Arduino, Raspberry Pi, BeagleBone, Wio và cả LinkIt ONE.
  • Một trong những dự án bạn có thể thực hiện với chiết áp này là sử dụng nó để kiểm soát độ sáng của đèn LED
image 20
Sử dụng Arduino để điều khiển độ sáng của đèn LED thông qua Cảm biến góc quay Grove(P)

Grove – Bộ chia điện áp

image 21
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 32
  • Grove – Bộ chia điện áp cung cấp giao diện để đo điện áp bên ngoài giúp loại bỏ nhu cầu kết nối điện trở với giao diện đầu vào
  • Với công tắc quay số, bạn có thể dễ dàng chọn mức tăng điện áp giúp sử dụng đơn giản.

Đọc cảm biến điện trở

  • Hầu hết các cảm biến đều là thiết bị điện trở đơn giản như Grove – Cảm biến phản xạ hồng ngoại của chúng tôi. Tuy nhiên, hầu hết chúng chỉ có thể đọc được điện áp chứ không đọc được điện trở.
  • Bằng cách thêm một điện trở khác vào mạch, chúng ta có thể tạo ra một bộ chia điện áp cùng với cảm biến.
  • Vì chúng ta có thể kiểm tra đầu ra của bộ chia điện áp nên giờ đây chúng ta có thể tính toán lượng điện trở của cảm biến.
  • Một ví dụ về mạch như dưới đây trong đó R2 là cảm biến điện trở:
image 22
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 33
  • Ví dụ: cảm biến điện trở là Cảm biến nhiệt độ Grove là một điện trở nhiệt có điện trở nhiệt độ phòng là 350 Ω trong đó điện trở của R1 được cố định ở 350 Ω
  • Sử dụng phương trình chia điện áp:
image 24
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 34
image 25
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 35

Máy thay đổi cấp độ

  • Điều gì xảy ra khi một cảm biến và một bộ vi điều khiển có hai điện áp khác nhau gặp nhau? Ví dụ: nếu không giảm điện áp, việc kết nối trực tiếp bộ vi điều khiển đầu ra logic 5V với cảm biến đầu vào 3,3V có thể gây hư hỏng cho mạch 3,3V của bạn.
  • Đây là nơi người hùng: Một bộ chia điện áp xuất hiện và tiết kiệm thời gian hoạt động như một bộ chuyển mức giúp kết nối hai mạch sử dụng các điện áp hoạt động khác nhau.
  • Bộ chia điện áp có thể giúp giảm điện áp từ bộ vi điều khiển (ví dụ: 5V xuống 3,3V) để tránh làm hỏng cảm biến, giúp cảm biến xử lý an toàn.
  • Xin lưu ý rằng bộ chia điện áp chỉ có thể hoạt động theo một hướng: giảm điện áp nhưng không tăng điện áp.
  • Dưới đây là bảng kết hợp điện trở để giảm điện áp thường gặp:
image 26
Bộ chia điện áp - Mạch, phương trình và ứng dụng 36
  • Xin lưu ý rằng không nên sử dụng bộ chia điện áp để giảm tải lớn như 12V xuống 5V vì chúng không nhằm mục đích cung cấp năng lượng như vậy cho tải vì với tải như vậy, nó có thể làm cháy điện trở.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock
Chat Zalo

0914969904

error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((