- Akım Bölücü Devrenin Çalışması
- Akım Bölücü Devresinin Donanımda Test Edilmesi
- Mevcut Bölücü Uygulamaları
Bir elektronik devre tasarlarken, bir devrenin farklı voltaj ve akım kaynakları değerleri gerektirdiği birçok durum vardır. Örneğin, bir Op-Amp için önceden ayarlanmış voltajı ayarlarken, gerekli voltaj değerlerini elde etmek için bir potansiyel bölücü devrenin kullanılması çok yaygındır. Peki ya belirli bir akım değerine ihtiyacımız olursa? Gerilim bölücüye benzer şekilde, toplam akımı kapalı bir devre içinde birkaç taneye bölmek için kullanılabilen akım bölücü adı verilen başka bir devre türü vardır. Bu nedenle, bu eğitimde dirençli yöntemi kullanarak (yalnızca dirençleri kullanarak) basit bir akım bölücü devresinin nasıl oluşturulacağını öğreneceğiz. İndüktörleri kullanarak bir akım bölücü yapmanın da mümkün olduğunu ve her iki devrenin çalışmasının aynı olacağını unutmayın.
Akım Bölücü Devrenin Çalışması
Direnç, elektronikte en çok kullanılan pasif bileşendir ve dirençleri kullanarak bir akım bölücü oluşturmak çok kolaydır. Akım bölücü, bir devreye akan toplam akımı bölen ve bir bölüm oluşturan veya toplam akımın bir kısmını üreten doğrusal bir devredir.
Göre akım bölücü kuralı, bir devrenin bir paralel kola akan akım, toplam akım ürünü ve toplam direncin ters dal direnç oranına eşit olur. Böylece, mevcut bölücü kuralıyla, diğer dalların toplam akım ve direnç değerini bilirsek, bir daldan geçen akımı hesaplayabiliriz. İlerledikçe bunu daha fazla anlayacağız.
Mevcut bölücü, KCL (Kirchhoff'un Mevcut Yasası) ve Ohm Yasası kullanılarak kolayca oluşturulabilir. Bakalım bu bölünmenin paralel bağlı direnç devresinde nasıl gerçekleştiğini görelim.
Yukarıdaki görüntüde, 1 Ohm'luk iki direnç paralel olarak bağlanmıştır, bunlar R1 ve R2'dir. Bu iki direnç, dirençten geçen toplam akımı paylaşır. Bu iki direnç arasındaki voltaj aynı olduğundan, her bir dirençten geçen akım, mevcut bölücü formül kullanılarak hesaplanabilir.
Böylece, Kirchoff'un mevcut yasasına göre toplam akım I Toplam = I R1 + I R2'dir.
Şimdi her bir direncin akımını bulmak için, her dirençte Ohm yasası I = V / R'yi kullanıyoruz. Böyle bir durumda, Ben R1 = V / R1 ve ben R2 = V / R2
Bu nedenle, bu değerleri I Toplam = I R1 + I R2'de kullanırsak, toplam akım
Toplam Akım = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)
Böylece, V = Toplam I (1 / R1 + 1 / R2) -1 = Toplam I (R1R2 / R1 + R2)
Yani, toplam direnci ve toplam akımı hesaplayabilirsek, o zaman yukarıdaki formülü kullanarak, bölünmüş akımı dirençten alabiliriz. Akım bölücü kuralı formüller R1 geçen akım için hesaplamak için verilebilir
I R1 = V / R1 = Ben toplam I R1 = Ben toplam (R2 / (R1 + R2))
Benzer şekilde, R2 üzerinden akım için hesaplanacak mevcut bölücü kuralı formülleri şu şekilde verilebilir:
I R2 = V / R2 = I total I R2 = I total (R1 / (R1 + R2))
Bu nedenle, dirençlerin ikiden fazla olduğu durumlarda, her bir dirençteki bölünmüş akımı bulmak için aşağıdaki formülü kullanarak toplam veya eşdeğer direnci hesaplamak gerekir.
Ben = V / R
Akım Bölücü Devresinin Donanımda Test Edilmesi
Bu mevcut bölücünün gerçek bir senaryoda nasıl çalıştığını görelim.
Yukarıdaki şemada sabit veya sabit 1A akım kaynağına bağlı üç direnç vardır. Tüm dirençler 1 Ohm olarak derecelendirilmiştir. Bu nedenle R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.
Bu devre, devre boyunca bağlı bir 1A sabit akım kaynağı ile paralel konfigürasyonda dirençleri tek tek bağlayarak devre tahtasında test edilir. Mevcut kaynağın nasıl çalıştığını ve kendi başımıza nasıl oluşturulacağını öğrenmek için bu basit sabit akım devresini de kontrol edebilirsiniz. Aşağıdaki resimde, devre boyunca tek bir direnç bağlanmıştır.
Akım, direnç üzerinden bağlandığında multimetrede 1A gösteriyor. Daha sonra ikinci bir 1 Ohm direnç eklenir. Akım, aşağıda gösterildiği gibi her bir dirençte yaklaşık 500mA olmak üzere yarıya düştü.
Bu neden oldu? Mevcut bölücü hesaplamasını kullanarak bulalım. Paralel bağlantıda iki 1 Ohm direnç bağlandığında, eşdeğer direnç -
R Eşdeğeri = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 Ohm
Bu nedenle, iki 1 Ohm direnç paralel bağlandığında, eşdeğer direnç 0,5 Ohm oldu. Böylece, R1'den geçen akım
I R1 = I toplam (R eşdeğeri / R1) I R1 = 1A (0,5 Ohm / 1 Ohm) = 0,5 Amper
Aynı miktarda akım diğer dirençten geçer çünkü R2 aynı 1 Ohm dirençtir ve akım 1A'ya kadar sabittir. Multimetre, iki dirençten geçen yaklaşık 0,5 Amper gösteriyor.
Şimdi devreye ek bir 1 Ohm direnç bağlanmıştır. Multimetre şimdi her bir dirençten yaklaşık 0.33A akım geçtiğini gösteriyor.
Paralel bağlanmış üç direnç olduğundan paralel bağlantıdaki üç direncin eşdeğer direncini bulalım.
R, eşdeğer = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R eşdeğer = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R eşdeğeri = 1/3 R eşdeğeri = 0.33 Ohm
Şimdi, her dirençten geçen akım, IR = I toplam (R eşdeğeri / R1) IR = 1 Amp x (0,33 Ohm / 1 Ohm) IR = 0,33 Amp
Tüm dirençler 1 Ohm değerinde olduğundan ve akım akışının 1A ile sabitlendiği bir devreye bağlı olduğundan, multimetre her bir dirençte yaklaşık 0,33 Amp aktığını gösteriyor. Devrenin nasıl çalıştığını kontrol etmek için sayfanın sonundaki videoyu da izleyebilirsiniz.
Mevcut Bölücü Uygulamaları
Akım bölücünün ana uygulaması, devrede bulunan toplam akımın bir kısmını üretmektir. Bununla birlikte, bazı durumlarda, akımı taşımak için kullanılan bileşenin, bileşenden gerçekte ne kadar akım geçtiğine ilişkin bir sınırı vardır. Aşırı akım, bileşenlerin kullanım ömrünü kısaltmanın yanı sıra artan ısı dağılımına neden olur. Bir akım bölücü kullanılarak, bir bileşenden geçen akım en aza indirilebilir ve böylece daha küçük bileşen boyutu kullanılabilir.
Örneğin, daha büyük direnç watt değerinin gerekli olduğu bir durumda; Paralel olarak birden fazla direnç eklemek, ısı dağılımını azaltır ve daha küçük vatlı dirençler aynı işi yapabilir.