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制造分压器,几个电阻和一条欧姆定律

时间:2020-02-25 00:13来源:皇朝游戏

 

示例:制造分压器

如果你只有某个型号的电源、几个电阻和一条欧姆定律,那你能做的也不少。例如,假设你想用一个9 V电压的电池向电路输出5 V的直流电压。假设电路需要的电流不大(可能只有几毫安),而且你也不太关心5 V电压是否稳定,那么一个简单的分压器 (见图1-7)就可以满足你的要求。

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 1-7 简单的分压器

皇朝游戏皇朝游戏在A点加上9 V电压时,B点的电压为5 V。所选择的两个电阻阻值能够使流过它们的电流为100 mA。在B点接入的电路中的电流没有计入,我假设它的电流很小,对B点的电压电平影响也不大。

皇朝游戏注意到图1-7所示的分压器中的两个电阻阻值不同,一个为40 Ω,另一个为50 Ω。如果R 1 R 2 阻值相等,B点的电压将是4.5 V,而不是皇朝游戏想要的5 V

那么,我是怎样得到这两个阻值的呢?首先计算出分压器电路的总电阻。由于皇朝游戏已经知道了输入电压和流过电阻的电流,就可以这样计算:

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因为分压器有两个电阻,它们的阻值之和必定等于总阻值:

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皇朝游戏电流和分压器的目标输出电压(B点),皇朝游戏就得到了第二个电阻R 2 的值:

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R 1 就是剩下的值:

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R 1 R 2 之间的比例及B点得到的电压在图1-7中的右侧以垂直刻度标明。

另一种方法不需要知道分压器流过的电流,只需要两个电阻的比例:

V 输出 =V 输入 ×(R 2 /( R 1 +R 2 ))

那么,这块9 V电池能用多久呢?一块标准的普通9 V碱性电池标称容量约为550 mAh。皇朝游戏可以使用前文计算简单灯泡电路的方法。用电池的标称容量除以分压器的电流,可以得到:

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因此,在该电路中,电池能够连续使用约5.5小时。

作为练习,请计算这个简单电路能耗费多少功禄食蜗罚由于电阻的额定值包括阻值和功率损耗两个方面,很容易看出这两个电阻的功率都应该是1 W左右。该电路的功率大大超过了一个小型的1/8 W元件。

而且,我在前文提到,我假设B点接入的任何元件或电路都不会通过太大的电流。你可以将两个电阻的阻值扩大一个数量级(×10),从而将总电流减小到10 mA,但仍然有足够的裕度能在5 V上下提供一个很小的电流。这样就能将电池寿命皇朝游戏到55小时或更长,并显著减少电阻器的额定功率要求。当你使用分压器为电路中的有源元件提供参考电压时,电流消耗通常很小(可能在微安范围内),因为起决定作用的是电压。在这种情况下,R 1 R 2 的阻值可以非常大,以进一步减小分压器上的电流。

这个小练习清楚地说明了一些事情。皇朝游戏,你不会真的想用分压器来充当电源。稳压器的效果更好,不会无意义地耗散太多热量。皇朝游戏将在第5章讲解电源,第9章讲解稳压器等有源元件。第二,在有多元变量的情况下,寻找解决方案的空间很大,有的解决方案比别的要好。不要抓住皇朝游戏个结果不放,因为可能有更好的方法。皇朝游戏,电池虽然易于携带,但是在大电流、长时间使用时寿命较短。

 

总结

本章中皇朝游戏学习了原子结构的基础知识,以及这种结构是如何促成电子运动的。皇朝游戏还学习了电压、电流、功率和电阻的基础知识,并发现功率100 W、额定电压110 V的用电器的电流只比功率1.25 W、电压1.5 V的用电器的电流略大。造成功率差异的主要因素是电压。

理解了这些知识以后,你应该已经能够计算在供电电流大小给定的情况下,电子设备耗费的功率是多少,一块电池能使用多久。

以上的基本理论对于你制作和运行电子器件应该已经足够,接下来的章节会介绍其他必要的概念。如果你真的想深入到理论中以求进一步的了解,我建议你在附录C中找一本出色的参考作品。附录B列出了电子学中常用的各种符号图,并简要介绍了如何使用电路图绘制工具来绘制干净整洁的电路图。

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