모든 지점의 전위차를 측정하는 데 사용할 수 있는 단위를 볼트 . 볼트는 1옴의 저항에 적용되는 전위차이며, 이로 인해 높은 단자에서 낮은 단자로 전류가 흐르게 됩니다.
전위차는 항상 더 높은 전위 값에서 더 낮은 전위 값으로 흐릅니다. 1A 전류에 1Ω 저항을 곱할 때의 전위를 1V로 정의할 수도 있습니다. 전위차를 설명하기 위해 옴 법칙 공식이 사용됩니다. V=1xR .
옴의 법칙에 따르면 선형 회로의 전류는 전위차가 증가함에 따라 증가합니다. 두 지점 사이에 큰 전위차가 있는 회로에서는 회로의 두 지점에 더 많은 전류가 흐르게 됩니다.
예를 들어, 10Ω 저항기가 있고 한쪽 끝에 적용되는 전압은 8V입니다. 마찬가지로 반대쪽 끝의 전압은 5V입니다. 따라서 저항 단자에 3V(8V-5V) 전위차가 발생합니다. 저항기의 전류를 찾으려면 옴 법칙을 사용할 수 있습니다. 이 회로의 전류는 0.3A입니다.
전압을 8V에서 40V로 높이면 저항 전위차는 40V – 5V = 35V가 됩니다. 그러면 전류 흐름이 3.5A가 됩니다. 저항기의 전위차가 증가하면 전류도 증가합니다.
회로 내부의 모든 지점의 전압을 측정하려면 이를 공통 기준점과 비교해야 합니다. 우리는 일반적으로 전위차를 측정하기 위해 회로의 기준점으로 0V 또는 접지 핀을 사용합니다.
빠른 개요
잠재적인 차이는 무엇입니까
전압이라고도 알려진 전위차는 전기의 핵심 개념입니다. 이는 기본적으로 전기 회로 내의 두 지점 사이의 전위 에너지 차이를 설명합니다. 두 지점 사이의 전위차로 인해 전하가 더 높은 전위 지점에서 더 낮은 지점으로 이동하게 됩니다. 이로 인해 전류가 흐르게 됩니다. 우리는 전위차를 볼트(V) 단위로 측정하며, 이는 회로에서 전기가 어떻게 작동하는지, 전기 장치가 어떻게 작동하는지 결정하는 데 중요한 요소입니다.
전위차 예
이미지에서 저항기 한쪽 끝의 전위는 10V입니다. 저항기 두 번째 끝의 전위는 5V입니다.
저항 끝의 전위차를 계산하려면 낮은 전위에서 높은 전위를 뺍니다.
저항기 양단에 걸쳐 계산된 전위차는 5V입니다.
저항기의 전류는 적용된 전위에 비례합니다. 두 지점 사이의 전위차가 더 크면 큰 전류 흐름이 나타납니다.
옴의 법칙을 사용하여 전류를 구합니다.
이제 저항의 한쪽 끝에서 전위를 10V에서 20V로 늘리고 다른 쪽 끝에서는 5V에서 10V로 증가시킵니다. 전위차는 10V가 됩니다. 옴의 법칙을 사용하면 저항을 통과하는 전류가 8암페어임을 알 수 있습니다.
전하는 전류를 흐르게 합니다. 그러나 잠재력은 물리적으로 움직이거나 흐르지 않습니다. 전위는 회로의 특정 두 지점에 걸쳐 적용됩니다.
전체 회로 전압을 찾으려면 직렬 회로에 연결된 모든 전압을 더해야 합니다. 이는 저항이 있을 때를 의미합니다. (안에 1 , 안에 2 , 그리고 안에 삼 ) 직렬로 연결한 경우 간단히 전압을 합산하여 총 전압을 구하면 됩니다.
반면에 저항을 병렬로 연결하면 각 저항이나 요소의 전압은 동일하게 유지됩니다. 병렬로, 각 저항에 걸리는 전압은 동일하며 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
전압 분배기 네트워크
우리는 전위차에 걸쳐 여러 저항을 직렬로 연결하면 새로운 저항이 발생한다는 것을 알고 있습니다. 전압 분배기 회로 형성됩니다. 이 회로는 특정 비율로 저항기 간의 공급 전압을 나눕니다. 각 저항은 저항에 비례하여 전압의 일부를 얻습니다.
이 전압 분배기 회로 원리는 직렬로 연결된 저항에만 적용됩니다. 저항을 병렬로 연결하면 완전히 다른 설정이 발생하는데, 이를 현재 분배기 네트워크.
전압분할
주어진 회로는 전압 분배기 회로의 기본 개념을 설명합니다. 이 회로에서는 서로 다른 저항이 직렬로 연결되어 있습니다. 4개의 저항이 직렬로 연결되어 있습니다. 아르 자형 1 , R 2 , R 삼 , 그리고 아르 자형 4 . 이러한 모든 저항기는 0V 또는 접지와 동일한 공통 기준점을 공유합니다.
저항을 직렬로 연결하면 공급전압은 (안에 에스 ) 각 저항에 분산됩니다. 각 저항이 일부 전압을 떨어뜨리는 것을 볼 수 있습니다. 이는 각 저항이 전체 전압의 일부를 차지함을 의미합니다.
다음으로 옴의 법칙을 사용하여 이 회로를 표현합니다. 옴 법칙의 정의에 따르면 일련의 저항기를 통해 흐르는 전류(I)는 공급 전압과 같습니다. (안에 에스 ) 총 저항으로 나눈 값 (아르 자형 티 ).
옴 법칙 수학적 표현은 다음과 같이 주어진다.
이제 옴 법칙을 사용하여 전류를 곱하면 됩니다. (나) 저항과 함께 (아르 자형) 각 저항의 값.
어디 안에 전압 강하를 나타냅니다.
일련의 저항기를 따라 한 지점에서 다른 지점으로 이동한 후 전압 강하를 합산하면 각 지점의 전압이 증가합니다. 모든 개별 전압 강하 합계는 회로 입력 전압과 동일합니다. (안에 에스 ) .
특정 지점의 전압을 찾기 위해 전체 회로 전류를 찾을 필요는 없습니다. 저항의 저항과 이를 통해 흐르는 전류를 고려하여 간단한 공식을 사용하여 임의 지점의 전압 강하를 계산할 수 있습니다. 이는 회로 분석을 단순화하고 회로 내에서 전압이 어떻게 분배되는지 이해하는 데 도움이 됩니다.
전압 분배기 공식
위 수식에서, 뷔(엑스) 전압을 나타내고, R(x) 이 전압에 의해 생성된 저항과 같습니다. 기호 RT는 저항의 총 직렬 저항을 나타내고 VS는 공급 전압을 나타냅니다.
전압 분배기 공식
전압 분배기 규칙을 사용하여 R2 양단의 회로 출력 전압을 찾으려면 아래 회로를 고려하십시오.
이 회로에서는 V ~에 공급 전압을 나타냅니다. 회로에 흐르는 전류입니다. 이 전류는 양방향으로 흐른다.
고려해 봅시다 안에 R1 그리고 안에 R2 전압 강하 아르 자형 1 그리고 아르 자형 2 . 주어진 저항을 직렬로 연결하면 입력 전압 V 안에 회로의 전압은 각 저항에 대해 강하되는 모든 개별 전압의 합과 같습니다.
각 저항기의 개별 전압 강하를 계산하려면 옴 법칙 방정식을 사용하십시오.
마찬가지로 저항의 경우 아르 자형 2
이미지에서 R 양단의 전압을 볼 수 있습니다. 2 V인가? 밖으로 . 이 출력 전압은 다음과 같이 주어질 수 있습니다.
위의 방정식으로부터 입력 전압 V를 계산할 수 있습니다. 안에 .
V로 총 전류를 계산하려면 밖으로 전압, 위의 V를 사용하십시오 밖으로 방정식.
그래서 V 밖으로 방정식은 다음과 같습니다:
이제 저항에 걸쳐 여러 출력을 포함하는 다중 전압 분배기 회로를 고려하십시오.
출력 방정식은 다음과 같습니다.
여기서, 위의 방정식에서, 안에 엑스 출력 전압입니다.
아르 자형 엑스 회로에 연결된 모든 저항의 합입니다.
가능한 값은 아르 자형 엑스 이다:
만약에 안에 공급 전압을 의미합니다. 그러면 가능한 출력 전압은 다음과 같이 주어진다.
위의 방정식으로부터 직렬로 연결된 저항기 전체에 걸쳐 떨어지는 전압은 저항기의 값 또는 크기에 비례한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 키르히호프의 전압 법칙에 따르면, 주어진 모든 저항기에 걸쳐 떨어지는 전압은 소스 입력 전압과 같아야 합니다.
따라서 전압 분배기 공식을 사용하여 저항의 전압 강하를 찾을 수 있습니다.
전압 분배기 예
3개의 저항이 직렬로 연결된 전압 분배기 회로를 고려하여 하나의 출력 전압에서 2개의 출력 전압을 생성합니다. 240V 공급. 저항값은 다음과 같습니다.
- R1 = 10Ω
- R2 = 20Ω
- R3 = 30Ω
회로의 등가 저항은 다음과 같이 계산됩니다.
이제 두 출력 전압은 다음과 같이 결정됩니다.
회로의 전류는 다음과 같이 주어진다.
따라서 각 저항의 전압 강하는 다음과 같습니다.
결론
전압 분배기는 전자 제품에 사용되는 기본 수동 회로입니다. 이 회로는 입력 전압에 비해 출력 전압을 줄일 수 있습니다. 여러 저항을 직렬로 연결하면 이러한 전압 감소를 얻을 수 있습니다. 저항 값은 달성하려는 전압 강하 값에 따라 달라집니다. 이러한 저항은 저항 비율에 따라 결정되는 고정 전압 비율을 생성합니다.
저항은 옴의 법칙에 따라 회로의 전압을 제한할 수 있으므로 중요한 회로 요소입니다. 직렬 저항기는 각 저항기를 통해 일정한 전류를 흘립니다. 전압 분배기 공식을 사용하여 전자 회로를 설계하는 동안 일정한 전압을 계산하고 유지할 수 있습니다.