విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ప్రధాన పారామితులను మార్చడానికి బడ్జెట్ ఎంపిక వోల్టేజ్ డివైడర్లు. అటువంటి పరికరాన్ని మీ స్వంతంగా తయారు చేయడం సులభం, కానీ దీన్ని చేయడానికి, మీరు ప్రయోజనం, అప్లికేషన్లు, ఆపరేషన్ సూత్రం మరియు గణన ఉదాహరణలను తెలుసుకోవాలి.
విషయము
ప్రయోజనం మరియు అప్లికేషన్
ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజీని మార్చడానికి ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించబడుతుంది, దీనికి ధన్యవాదాలు తగినంత అధిక ప్రస్తుత విలువను నిర్వహించవచ్చు. ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్కు చిన్న కరెంట్ (వందల mA వరకు) వినియోగించే లోడ్ను కనెక్ట్ చేయడం అవసరమైతే, వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ (U) ఉపయోగించడం మంచిది కాదు.
ఈ సందర్భాలలో, మీరు సరళమైన వోల్టేజ్ డివైడర్ (DN) ను ఉపయోగించవచ్చు, దీని ధర చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అవసరమైన విలువను పొందిన తర్వాత, U నిఠారుగా ఉంటుంది మరియు వినియోగదారునికి విద్యుత్ సరఫరా చేయబడుతుంది. అవసరమైతే, ప్రస్తుత (I) ను పెంచడానికి, మీరు శక్తిని పెంచడానికి అవుట్పుట్ దశను ఉపయోగించాలి.అదనంగా, డివైజర్లు మరియు స్థిరమైన U ఉన్నాయి, అయితే ఈ నమూనాలు ఇతరులకన్నా తక్కువ తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి.
వివిధ రకాల బ్యాటరీల కోసం U మరియు 220 V నుండి కరెంట్ల యొక్క తక్కువ విలువలను పొందేందుకు అవసరమైన వివిధ పరికరాలను ఛార్జ్ చేయడానికి DNలు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి. అదనంగా, విద్యుత్ కొలిచే సాధనాలు, కంప్యూటర్ పరికరాలు, అలాగే ప్రయోగశాల పల్సెడ్ మరియు సాధారణ విద్యుత్ సరఫరాలను రూపొందించడానికి U ని విభజించడానికి పరికరాలను ఉపయోగించడం మంచిది.
ఆపరేషన్ సూత్రం
వోల్టేజ్ డివైడర్ (DN) అనేది బదిలీ గుణకం ఉపయోగించి అవుట్పుట్ మరియు ఇన్పుట్ U పరస్పరం అనుసంధానించబడిన పరికరం. బదిలీ గుణకం అనేది అవుట్పుట్ వద్ద మరియు డివైడర్ ఇన్పుట్ వద్ద U విలువల నిష్పత్తి. వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ సరళమైనది మరియు సిరీస్లో అనుసంధానించబడిన ఇద్దరు వినియోగదారుల గొలుసు - రేడియో మూలకాలు (రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు లేదా ఇండక్టర్లు). వారు పనితీరు పరంగా భిన్నంగా ఉంటారు.
ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అటువంటి ప్రధాన పరిమాణాలను కలిగి ఉంటుంది: వోల్టేజ్, కరెంట్, రెసిస్టెన్స్, ఇండక్టెన్స్ (L) మరియు కెపాసిటెన్స్ (C). వినియోగదారులు సిరీస్లో కనెక్ట్ అయినప్పుడు ప్రాథమిక విద్యుత్ పరిమాణాలను (U, I, R, C, L) లెక్కించడానికి సూత్రాలు:
- నిరోధక విలువలు జోడించబడతాయి;
- ఒత్తిళ్లు పెరుగుతాయి;
- సర్క్యూట్ విభాగానికి ఓం యొక్క చట్టం ప్రకారం కరెంట్ లెక్కించబడుతుంది: I = U / R;
- ఇండక్టెన్సులు జోడించబడతాయి;
- మొత్తం కెపాసిటర్ గొలుసు యొక్క కెపాసిటెన్స్: C = (C1 * C2 * .. * Cn) / (C1 + C2 + .. + Cn).
సాధారణ నిరోధకం DN తయారీకి, సిరీస్-కనెక్ట్ రెసిస్టర్ల సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది. సాంప్రదాయకంగా, పథకాన్ని 2 భుజాలుగా విభజించవచ్చు. మొదటి భుజం ఎగువ ఒకటి మరియు DN యొక్క ఇన్పుట్ మరియు జీరో పాయింట్ మధ్య ఉంది మరియు రెండవది దిగువ ఒకటి మరియు అవుట్పుట్ U దాని నుండి తీసివేయబడుతుంది.
ఈ చేతులపై ఉన్న U మొత్తం ఇన్కమింగ్ U యొక్క ఫలిత విలువకు సమానంగా ఉంటుంది. RPలలో లీనియర్ మరియు నాన్-లీనియర్ రకాలు ఉన్నాయి. లీనియర్ డివైజ్లు అవుట్పుట్ Uతో కూడిన పరికరాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇది ఇన్పుట్ విలువపై ఆధారపడి సరళంగా మారుతుంది. సర్క్యూట్లలోని వివిధ భాగాలలో కావలసిన U సెట్ చేయడానికి అవి ఉపయోగించబడతాయి. ఫంక్షనల్ పొటెన్షియోమీటర్లలో నాన్ లీనియర్ ఉపయోగించబడుతుంది. వారి నిరోధకత చురుకుగా, రియాక్టివ్ మరియు కెపాసిటివ్ కావచ్చు.
అదనంగా, DN కూడా కెపాసిటివ్ కావచ్చు. ఇది శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన 2 కెపాసిటర్ల గొలుసును ఉపయోగిస్తుంది.
దాని ఆపరేషన్ సూత్రం వేరియబుల్ భాగంతో ప్రస్తుత సర్క్యూట్లో కెపాసిటర్ల నిరోధకత యొక్క రియాక్టివ్ భాగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కెపాసిటర్ కెపాసిటివ్ లక్షణాలను మాత్రమే కాకుండా, Xc నిరోధకతను కూడా కలిగి ఉంటుంది. ఈ నిరోధకతను కెపాసిటివ్ అంటారు, ఇది కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఫార్ములా ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: Xc \u003d (1 / C) * w \u003d w / C, ఇక్కడ w అనేది చక్రీయ ఫ్రీక్వెన్సీ, C అనేది కెపాసిటర్ విలువ. .
చక్రీయ ఫ్రీక్వెన్సీ సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది: w = 2 * PI * f, ఇక్కడ PI = 3.1416 మరియు f అనేది AC ఫ్రీక్వెన్సీ.
కెపాసిటర్, లేదా కెపాసిటివ్, రకం రెసిస్టివ్ పరికరాల కంటే సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రవాహాలను స్వీకరించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఇది అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది, దీనిలో U యొక్క విలువ అనేక సార్లు తగ్గించబడాలి. అదనంగా, ఇది ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం ఉంది - ఇది వేడెక్కడం లేదు.
DN యొక్క ప్రేరక రకం వేరియబుల్ భాగంతో ప్రస్తుత సర్క్యూట్లలో విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. విద్యుత్తు సోలనోయిడ్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, దీని నిరోధకత L పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దీనిని ఇండక్టివ్ అంటారు. దీని విలువ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది: Xl \u003d w * L, ఇక్కడ L అనేది సర్క్యూట్ లేదా కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ విలువ.
ప్రేరక DN కరెంట్ ఉన్న సర్క్యూట్లలో మాత్రమే పని చేస్తుంది, ఇది వేరియబుల్ కాంపోనెంట్ను కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రేరక నిరోధకత (Xl) కలిగి ఉంటుంది.
ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
రెసిస్టివ్ DN యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతలు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లలో దాని ఉపయోగం యొక్క అసంభవం, రెసిస్టర్లలో గణనీయమైన వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు శక్తిలో తగ్గుదల. కొన్ని సర్క్యూట్లలో, ముఖ్యమైన తాపన సంభవించినందున, ప్రతిఘటనల శక్తిని ఎంచుకోవడం అవసరం.
చాలా సందర్భాలలో, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్లు యాక్టివ్ లోడ్ (రెసిస్టివ్)తో DNని ఉపయోగిస్తాయి, అయితే ప్రతి రెసిస్టర్లకు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడిన పరిహారం కెపాసిటర్ల వాడకంతో. ఈ విధానం మీరు వేడిని తగ్గించడానికి అనుమతిస్తుంది, కానీ ప్రధాన లోపాన్ని తొలగించదు, ఇది శక్తి నష్టం. ప్రయోజనం DC సర్క్యూట్లలో ఉపయోగం.
రెసిస్టివ్ DNపై విద్యుత్ నష్టాన్ని తొలగించడానికి, క్రియాశీల మూలకాలు (రెసిస్టర్లు) కెపాసిటివ్ వాటితో భర్తీ చేయాలి. రెసిస్టివ్ DNకి సంబంధించి కెపాసిటివ్ మూలకం అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:
- ఇది AC సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది;
- వేడెక్కడం లేదు;
- విద్యుత్ నష్టం తగ్గింది, ఎందుకంటే కెపాసిటర్కు నిరోధకం వలె కాకుండా శక్తి లేదు;
- అధిక-వోల్టేజ్ వోల్టేజ్ మూలాలలో అప్లికేషన్ సాధ్యమే;
- అధిక సామర్థ్య కారకం (COP);
- ఐపై తక్కువ నష్టం.
ప్రతికూలత ఏమిటంటే ఇది స్థిరమైన U తో సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడదు. DC సర్క్యూట్లలోని కెపాసిటర్కు కెపాసిటెన్స్ ఉండదు, కానీ కెపాసిటెన్స్గా మాత్రమే పనిచేస్తుంది.
వేరియబుల్ కాంపోనెంట్ ఉన్న సర్క్యూట్లలో ఇండక్టివ్ DN కూడా అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, అయితే ఇది U యొక్క స్థిరమైన విలువ కలిగిన సర్క్యూట్లలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.ప్రేరకానికి ప్రతిఘటన ఉంది, కానీ ఇండక్టెన్స్ కారణంగా, ఈ ఐచ్ఛికం తగినది కాదు, U లో గణనీయమైన తగ్గుదల ఉంది. DN యొక్క రెసిస్టివ్ రకంతో పోలిస్తే ప్రధాన ప్రయోజనాలు:
- వేరియబుల్ Uతో నెట్వర్క్లలో అప్లికేషన్;
- మూలకాల యొక్క స్వల్ప తాపన;
- AC సర్క్యూట్లలో తక్కువ శక్తి నష్టం;
- సాపేక్షంగా అధిక సామర్థ్యం (కెపాసిటివ్ కంటే ఎక్కువ);
- అధిక-ఖచ్చితమైన కొలిచే పరికరాలలో ఉపయోగించండి;
- చిన్న లోపం ఉంది;
- డివైడర్ యొక్క అవుట్పుట్కు అనుసంధానించబడిన లోడ్ విభజన నిష్పత్తిని ప్రభావితం చేయదు;
- కెపాసిటివ్ డివైడర్ల కంటే ప్రస్తుత నష్టం తక్కువగా ఉంది.
ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి:
- విద్యుత్ నెట్వర్క్లలో స్థిరమైన U యొక్క ఉపయోగం గణనీయమైన ప్రస్తుత నష్టాలకు దారి తీస్తుంది. అదనంగా, ఇండక్టెన్స్ కోసం విద్యుత్ శక్తి వినియోగం కారణంగా వోల్టేజ్ తీవ్రంగా పడిపోతుంది.
- ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనలో అవుట్పుట్ సిగ్నల్ (రెక్టిఫైయర్ బ్రిడ్జ్ మరియు ఫిల్టర్ ఉపయోగించకుండా) మారుతుంది.
- అధిక వోల్టేజ్ AC సర్క్యూట్లకు వర్తించదు.
రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టెన్స్లపై వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క గణన
గణన కోసం వోల్టేజ్ డివైడర్ రకాన్ని ఎంచుకున్న తర్వాత, మీరు సూత్రాలను ఉపయోగించాలి. గణన తప్పుగా ఉంటే, పరికరం స్వయంగా, కరెంట్ని విస్తరించడానికి అవుట్పుట్ దశ మరియు వినియోగదారు కాలిపోవచ్చు. తప్పు లెక్కల యొక్క పరిణామాలు రేడియో భాగాల వైఫల్యం కంటే దారుణంగా ఉంటాయి: షార్ట్ సర్క్యూట్ ఫలితంగా అగ్ని, అలాగే విద్యుత్ షాక్.
సర్క్యూట్ను లెక్కించేటప్పుడు మరియు సమీకరించేటప్పుడు, మీరు ఖచ్చితంగా భద్రతా నియమాలను పాటించాలి, సరైన అసెంబ్లీ కోసం పరికరాన్ని ఆన్ చేసే ముందు దాన్ని తనిఖీ చేయండి మరియు తడిగా ఉన్న గదిలో పరీక్షించవద్దు (విద్యుత్ షాక్ సంభావ్యత పెరుగుతుంది). గణనలలో ఉపయోగించే ప్రధాన చట్టం సర్క్యూట్ విభాగానికి ఓం యొక్క చట్టం.దీని సూత్రీకరణ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: ప్రస్తుత బలం సర్క్యూట్ విభాగంలోని వోల్టేజ్కు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ఈ విభాగం యొక్క ప్రతిఘటనకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఫార్ములా ఎంట్రీ ఇలా కనిపిస్తుంది: I = U / R.
రెసిస్టర్లపై వోల్టేజ్ డివైడర్ను లెక్కించడానికి అల్గోరిథం:
- మొత్తం వోల్టేజ్: Upit \u003d U1 + U2, ఇక్కడ U1 మరియు U2 ప్రతి రెసిస్టర్లలో U విలువలు.
- రెసిస్టర్ వోల్టేజీలు: U1 = I * R1 మరియు U2 = I * R2.
- Upit \u003d I * (R1 + R2).
- లోడ్ కరెంట్ లేదు: I = U / (R1 + R2).
- ప్రతి రెసిస్టర్లలో U డ్రాప్: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit మరియు U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.
R1 మరియు R2 విలువలు లోడ్ నిరోధకత కంటే 2 రెట్లు తక్కువగా ఉండాలి.
కెపాసిటర్లపై వోల్టేజ్ డివైడర్ను లెక్కించడానికి, మీరు సూత్రాలను ఉపయోగించవచ్చు: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit మరియు U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.
ఇండక్టెన్స్లపై DNని లెక్కించడానికి సూత్రాలు సమానంగా ఉంటాయి: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit మరియు U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.
డివైడర్లు చాలా సందర్భాలలో డయోడ్ వంతెన మరియు జెనర్ డయోడ్తో ఉపయోగించబడతాయి. జెనర్ డయోడ్ అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది స్టెబిలైజర్ U. డయోడ్లను ఈ సర్క్యూట్లో అనుమతించిన దానికంటే ఎక్కువ రివర్స్ Uతో ఎంచుకోవాలి. అవసరమైన స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ విలువ కోసం రిఫరెన్స్ బుక్ ప్రకారం జెనర్ డయోడ్ ఎంపిక చేయబడింది. అదనంగా, ఒక రెసిస్టర్ దాని ముందు సర్క్యూట్లో చేర్చబడాలి, ఎందుకంటే అది లేకుండా సెమీకండక్టర్ పరికరం కాలిపోతుంది.
ఇలాంటి కథనాలు:
