Bei der Auslegung von Stromkreisen sind Situationen möglich, in denen ein Strom einer bestimmten Größe im Stromkreis fließt und die Last für einen deutlich geringeren Verbrauch ausgelegt ist. Speziell für diesen Fall wurden originale Schaltungslösungen erfunden, sogenannte Stromteiler. Ihre Arbeit basiert auf dem aus dem Physikkurs bekannten Kirchhoffschen Gesetz.
Definition und Funktionsprinzip
Der Stromteiler ist ein spezieller Stromkreis ihrer 2 Widerstände, durch den der Gesamtstrom I in zwei Komponenten aufgeteilt werden kann (Foto unten).
Jede der Komponenten I1 und I2 nimmt abhängig vom Verhältnis der beiden Widerstände Werte an (sie sind umgekehrt proportional dazu). Bei gleichen Nennwiderständen fließt jeweils die Hälfte des Stroms durch jeden von ihnen.
beachten Sie: Die theoretische Grundlage für das Funktionsprinzip eines Widerstandsteilers ist das Kirchhoffsche Grundgesetz (die Stromsummen am Ausgang und am Eingang sind gleich).
Manchmal wird für eine bildliche Darstellung der Elektronenfluss mit einem schnellen Fluss verglichen, bei dem die Geschwindigkeit der Wasserbewegung der Stärke des Stroms im Leiter entspricht. Wenn wir seinen Kanal in zwei gleich und parallel fließende Teile teilen, verringert sich der Wasserdruck in jedem von ihnen (Stromstärke) genau um die Hälfte.
Analyse der Stromverteilungsschaltung
Lassen Sie es uns zunächst in der folgenden Form präsentieren.
Die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen dem Eingangspunkt "A" und dem Ausgang "B" ist für beide Widerstände gleich. Jeder von ihnen hat seinen eigenen Widerstand, und ihre Summe wird unter Verwendung der folgenden Formel für die Parallelschaltung berechnet:
Nach Kirchhoffs Regel (zuerst) ist der Gesamtstrom definiert als die Summe zweier Komponenten, die sich entlang von Ketten verzweigen. Und die Ströme in jedem dieser Schaltkreise werden durch die Formeln bestimmt, die die Werte der darin installierten Widerstände enthalten. Mit anderen Worten kann dies wie folgt ausgedrückt werden: Um den Strom im Lüfter zu ändern, der beispielsweise anstelle eines der Widerstände eingeschaltet ist, reicht es aus, den Wert des zweiten (parallel dazu) Widerstands zu ändern.
Durch die Installation eines Potentiometers mit einem variablen Wert an seiner Stelle ist es möglich, die Drehzahl der Lüfterblätter innerhalb bestimmter Grenzen zu regeln (den Strom darin zu ändern). Diese Grenzwerte hängen vom Eigenwiderstand der Motorwicklung des Geräts und vom Änderungsbereich des Wertes des Potentiometers ab.
Beispiel für die Berechnung des aktuellen Teilers
Betrachten Sie als Beispiel den Fall, dass die Werte von I1 und I2 in einem künstlich organisierten Stromteiler mit einem bekannten Gesamtwert von I = 0,6 Ampere gefunden werden. Dies erfordert die auf dem Foto unten gezeigten Formeln:
Zum Beispiel ist R1 100 Ohm und R2 ist 20 Ohm.
Weitere Aktionen sind wie folgt:
- Nach der Formel für den Strom in einem der Zweige ergibt sich: I1 = 0,6 x 20 / (100 + 20) = 0,1 Ampere.
- Für die andere Komponente bestimmen wir: I2 = 0,6 × 100 / (100 + 20) = 0,5 Ampere.
- Da die Leistung von R1 und R2 abfällt, werden sie auch gemäß diesem Indikator mit der Formel ausgewählt: P = IхIхR.
Für den Widerstand R1 ist P = 0,1 × 0,1 × 100 = 1 W und für R2 ist dieser Indikator P = 0,5 × 0,5 × 20 = 5 W. Unter Berücksichtigung des Spielraums werden die Werte von 2 bzw. 10 Watt ausgewählt.