Διαιρέτης ρεύματος

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Tο κυκλωματικό διάγραμμα ενός διαιρέτη ρεύματος:
Vin: Τάση εισόδου
Iin: Ρεύμα εισόδου
R1, R2: Ηλεκτρικές αντιστάσεις
I1: Ρεύμα της αντίστασης R1
I2: Ρεύμα της αντίστασης R2

Ο διαιρέτης ρεύματος είναι μία απλή κυκλωματική διάταξη η οποία αποτελείται από δύο αντιστάτες συνδεδεμένους παράλληλα, στα άκρα των οποίων εφαρμόζεται η τάση εισόδου. Το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα (Iin) θα κατανεμηθεί στις αντιστάσεις με τρόπο αντιστρόφως ανάλογο προς την τιμή τους.

Ανάλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ανάλυση του κυκλώματος ενός διαιρέτη ρεύματος είναι αρκετά απλή. Από την θεωρία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι γνωστό ότι δύο αντιστάσεις που είναι συνδεδεμένες παράλληλα μπορούν να αντικατασταθούν από μία και μοναδική αντίσταση, η τιμή της οποίας καθορίζεται σύμφωνα με τον ακόλουθο μαθηματικό τύπο:

Ισοδύναμη αντίσταση:

R_1\| R_2 = \frac{1}{\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1+R_2}

Κατά συνέπεια και σύμφωνα με τον νόμο του Ωμ, το ρεύμα που θα διαρρέει το κύκλωμα θα ισούται με το πηλίκο της τάσης εισόδου Vin προς την ισοδύναμη αντίσταση.

I_{in} = \frac{V_{in}}{R_1\| R_2} = \frac{V_{in} \cdot (R_1 + R_2)}{R_1 \cdot R_2}

Εάν η παραπάνω εξίσωση λυθεί ως προς Vin, εφαρμοστεί ο νόμος του Ωμ για κάθε μία από τις αντιστάσεις R1 και R2 και αντικατασταθεί η τιμή της Vin, τότε προκύπτει η τιμή των Ι1 και Ι2.

I_{1} = I_{in} \cdot \frac{R_2}{(R_1 + R_2)}

I_{2} = I_{in} \cdot \frac{R_1}{(R_1 + R_2)}

Από την ανάλυση αυτή φαίνεται πως με κατάλληλη εκλογή των ηλεκτρικών αντιστάσεων του κυκλώματος μπορούμε να καθορίσουμε την τιμή του ρεύματος που θα διαρρέει κάθε μία από αυτές. Οι τύποι που προέκυψαν παραπάνω είναι παρόμοιοι με εκείνους που προκύπτουν για το κύκλωμα ενός διαιρέτη τάσης, μόνο που στην περίπτωση αυτή στον αριθμητή δεν βάζουμε την αντίσταση της οποίας το ρεύμα θέλουμε να υπολογίσουμε, αλλά την άλλη αντίσταση του κυκλώματος. Τέλος, οι τύποι που παρουσιάστηκαν μπορούν να εφαρμοστούν και σε κυκλώματα διαιρέτη ρεύματος τα οποία αποτελούνται από περισσότερες από δύο αντιστάσεις.

Ειδικές Περιπτώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στην περίπτωση που οι δύο αντιστάσεις του κυκλώματος έχουν ακριβώς την ίδια τιμή, τότε το ρεύμα εισόδου θα ισοκατανεμηθεί μεταξύ των δύο αντιστάσεων και θα ισχύει I_1 = I_2 = \frac{I_{in}}{2}. Επίσης, εάν η μία εκ των δύο αντιστάσεων είναι πολύ μικρότερη από την άλλη, τότε το ρεύμα που θα την διαπερνά θα είναι ίσο με Iin, ενώ το ρεύμα που θα διαπερνά την άλλη αντίσταση θα μηδενιστεί.