직렬 전압 분배기 vs. 저항

전압 분배기를 갖는 것과 저항을 직렬로 사용하는 것의 차이점은 무엇입니까?

예를 들어 12V의 입력 전압과 전압 분배기의 R1 = 10k 및 R2 = 10k에 2 개의 저항이 있으므로 전압이 6V로 고르게 분배됩니다. 이것은 하나의 저항 (R = 6k, I = 1mA)을 직렬로 갖는 것과 어떻게 다릅니 까?

언급 한 저항 분배기 회로에서 1mA를 끌어 올리면 1 볼트가 출력됩니다 (상단 저항은 1.1mA를 흐르게하여 11 볼트를 떨어 뜨림). 1.1mA 중 0.1mA는 하단 저항을 통과하고 나머지는 1mA가 부하로 들어갑니다). 6K 저항은 6V를 떨어 뜨려 6V를 100mA 부하에 공급합니다.

부하 전류 또는 부하 저항이 알려진 상수 값이면 알려진 입력 전압을 원하는 알려진 낮은로드 전압으로 변환하는 직렬 저항을 계산할 수 있습니다. 그러나 부하 전류 또는 저항을 정확히 알 수없는 경우 이상적인 편차가 발생하면 부하 전압이 의도 한 것과 다릅니다. 입력 전압과 부하 전압의 차이가 클수록 부하 전압의 변동이 커집니다.

부하 저항을 추가하면 잠재적으로 가변적 인 부하 외에 알려진 고정 부하가 효과적으로 추가됩니다. 하나의 전압이 12V이고 의도 된 부하는 6V에서 10uA +/- 5uA라고 가정합니다. 10uA 케이스 (600K) 크기의 직렬 저항을 방금 사용한 경우 5uA에서 3V 만 (부하에 9V 공급) 15uA에서 9V (부하에 3V 공급) 만 떨어집니다. 부하와 병렬로 6.06K 저항을 추가하면 총 전류 소모가 약 1.000mA +/- 0.005mA가되어 상위 저항을 6K로 변경해야합니다. 부하 전류의 변화는 총 전류에 약 0.5 % 만 영향을 미치므로 상위 저항의 전압 강하에만 약 0.5 % 만 영향을 미칩니다.

소스 전압이 안정적이고 출력 전류가 작은 경우, 분압기는 안정된 전압을 생성하는 실용적인 수단 일 수있다. 불행히도, 전압 분배기가 안정적인 전압을 생성하기 위해서는, 낮은 저항을 통해 공급되는 전류의 양 (및 낭비)이 부하 전류의 가능한 절대 변동에 비해 커야한다. 이것은 일반적으로 출력 전류가 피코 앰프 정도 인 경우 문제가되지 않으며, 출력 전류가 마이크로 암페어 정도 인 경우 허용 될 수 있으며 일반적으로 출력 전류가 암페어 정도 인 경우 허용되지 않습니다.

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이것은 어떻게 다른가

어떤 방법으로 "와 다른"?

두 개의 명백한 차이점은 출력 등가 회로 (전압 분배기의 중심 노드가 출력이라고 가정 할 때)와 입력 전압에 나타나는 부하에 있습니다.

전압 분배기의 출력은 5K 출력 임피던스로 6V의 Thevenin에 해당합니다. 저항의 출력 + 6mA 출력 임피던스의 1mA 전류 소스 부하 = 6V.

전압 분배기의 공급 부하는 20K 부하를 통해 0.6mA입니다. 저항 + 전류 소스의 공급 장치에 대한 부하는 전류 소스 부하는 (정전류)입니다.

여기에 약간의 혼란과 생각도 있습니다. 12 볼트에서 6 볼트를 떨어 뜨리고 싶다면 질문에 대한 차이는 없을 것입니다. 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 올바른 상황에서 성공할 수 있습니다.

디바이더의 경우 중심점의 부하에 전류가 걸리지 않으면 중심점은 6V가되고, 1mA의 단일 저항에서는 부하가 정확히 1mA이면 출력이 6V가됩니다. 그러나 이들은 2 개의 서로 다른 애플리케이션이며, 첫 번째 경우 부하가 무한 임피던스가 아니거나 두 번째 경우 12V 리턴 (또는 1mA 전류 싱크)에 6kΩ이 아닌 경우 정확하지 않습니다.

전압 분배기를 사용하여 다른 전압 레벨을 만들려는 경우 전압 분배기로이를 수행 할 수 있지만 종단점의 임피던스가 무엇인지 알아야하므로 전체를 계산할 수 있습니다 회로 전압 및 전류 흐름 및 종단을 이상적인 전류 또는 전압 소스로 취급 할 수있는 경우 (임피던스를 무시할 수 있음). 초기 문제의 분배기가 12V 소스와 해당 리턴 사이에 있고 전압 소스가 무시할 정도로 낮은 임피던스라고 가정하면 질문에 대한 답변은 출력 포인트의 임피던스가 12V 소스 중 어느 것에 달려 있는지에 달려 있습니다. 또는 12 볼트 리턴. 분배기 출력 지점의 전압을 보려면

부하 임피던스가 6K보다 몇 자릿수 큰 경우 대부분의 경우 무시할 수 있습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}