전자 회로를 설계 할 때 회로에 서로 다른 전압 및 전류 소스 값이 필요한 상황이 많이 있습니다. 예를 들어 Op-Amp에 대해 사전 설정된 전압을 설정할 때 필요한 전압 값을 얻기 위해 전위 분배기 회로를 사용하는 것이 매우 일반적입니다. 그러나 특정 전류 값이 필요하면 어떨까요? 전압 분배기와 유사하게 전류 분배기 라고하는 또 다른 유형의 회로 가 있습니다.이 회로는 전체 전류를 폐쇄 회로 내에서 여러 개로 나누는 데 사용할 수 있습니다. 따라서이 튜토리얼에서는 저항 방법 (저항 만 사용)을 사용하여 간단한 전류 분배기 회로 를 구축하는 방법을 배웁니다. 인덕터를 사용하여 전류 분배기를 만드는 것도 가능하며 두 회로의 작동은 동일합니다.
전류 분배기 회로의 작동
저항은 전자 제품에서 가장 많이 사용되는 수동 부품이며 저항을 사용하여 전류 분배기 를 구성하는 것은 매우 쉽습니다. 전류 분배기는 회로로 흐르는 총 전류를 분할하고 분할을 생성하거나 총 전류의 일부를 생성하는 선형 회로입니다.
전류 분배기 규칙 에 따르면 회로의 병렬 분기를 통해 흐르는 전류는 전체 전류와 전체 저항에 대한 반대 분기 저항의 비율을 곱한 값과 같습니다. 따라서 전류 분배기 규칙을 사용하면 다른 분기의 총 전류와 저항 값을 알고 있으면 분기를 통해 흐르는 전류를 계산할 수 있습니다. 진행하면서 이에 대해 더 많이 이해할 것입니다.
전류 분배기는 KCL (Kirchhoff의 현재 법칙) 및 옴 법칙을 사용하여 쉽게 구축 할 수 있습니다. 이 분할이 병렬로 연결된 저항 회로에서 어떻게 발생하는지 살펴 보겠습니다.
위 이미지에서 1 Ohm의 두 저항은 R1과 R2 인 병렬로 연결되어 있습니다. 이 두 저항은 저항을 통해 흐르는 총 전류를 공유합니다. 이 두 저항의 전압이 동일하므로 각 저항을 통해 흐르는 전류 는 전류 분배기 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
따라서 총 전류는 Kirchoff의 현재 법칙에 따라 I Total = I R1 + I R2 입니다.
이제 각 저항의 전류를 찾기 위해 각 저항에 옴 법칙 I = V / R을 사용합니다. 몇몇 경우, I R1 = V / R1 및 I R2 = V / R2
따라서 I Total = I R1 + I R2 에서 이러한 값을 사용 하면 총 전류는
총 전류 = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)
그러므로, V = I 합계 (1 / R1 + 1 / R2) -1 = I 합계 (R1R2 / R1 + R2)
따라서 총 저항과 총 전류를 계산할 수 있다면 위의 공식을 사용하여 저항을 통해 분할 된 전류를 얻을 수 있습니다. 전류 분배 법칙 수식 R1 내지 전류 계산하는데는 다음과 같이 주어질 수있다
I R1 = V / R1 = I 합계 I R1 = I 합계 (R2 / (R1 + R2))
마찬가지로 R2를 통한 전류를 계산하기위한 전류 분배기 규칙 공식 은 다음과 같이 주어질 수 있습니다.
I R2 = V / R2 = I 합계 I R2 = I 합계 (R1 / (R1 + R2))
따라서 저항이 두 개 이상인 경우 공식을 사용하여 각 저항의 분할 전류를 알아 내기 위해 총 저항 또는 등가 저항을 계산해야합니다.
나는 = V / R
하드웨어에서 전류 분배기 회로 테스트
이 현재 분배기가 실제 시나리오에서 어떻게 작동하는지 봅시다.
위 회로도에는 1A의 고정 또는 정전류 소스에 연결된 세 개의 저항이 있습니다. 모든 저항의 정격은 1 Ohm입니다. 따라서 R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.
이 회로는 회로 전체에 연결된 1A 정전류 소스와 병렬 구성으로 저항을 하나씩 연결하여 브레드 보드에서 테스트됩니다. 이 간단한 정전류 회로를 확인하여 전류 소스가 작동하는 방식과 자체적으로 만드는 방법을 배울 수도 있습니다. 아래 이미지에서 단일 저항이 회로에 연결되어 있습니다.
전류는 저항을 통해 연결될 때 멀티 미터에서 1A를 표시합니다. 다음으로 두 번째 1 Ohms 저항이 추가됩니다. 전류는 아래 그림과 같이 각 저항에서 약 500mA로 절반으로 떨어졌습니다.
왜 이런 일이 발생 했습니까? 현재 분배기 계산을 사용하여 알아 봅시다. 1 Ohm의 두 저항이 병렬로 연결되면 등가 저항은-
R 등가 = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0.5 Ohms
따라서 2 개의 1 Ohm 저항을 병렬로 연결하면 등가 저항이 0.5 Ohm이됩니다. 따라서 R1을 통과하는 전류는
I R1 = I 합계 (R 상당 / R1) I R1 = 1A (0.5 Ohms / 1 Ohms) = 0.5 Amps
R2는 동일한 1 Ohms 저항이고 전류는 1A까지 일정하기 때문에 동일한 양의 전류가 다른 저항을 통해 흐르고 있습니다. 멀티 미터는 두 개의 저항을 통해 흐르는 약 0.5A를 표시합니다.
이제 추가 1 Ohm 저항이 회로에 연결됩니다. 멀티 미터는 이제 약 0.33A의 전류가 각 저항을 통해 흐르고 있음을 보여줍니다.
3 개의 저항이 병렬로 연결되어 있으므로 병렬로 연결된 3 개의 저항의 등가 저항을 찾아 보겠습니다.
R 등가 = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) R 등가 = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) R 등가 = 1/3 R 등가 = 0.33 옴
이제 각 저항을 통과하는 전류, IR = I 총 (R 등가 / R1) IR = 1Amp x (0.33Ohm / 1Ohm) IR = 0.33Amp
멀티 미터는 모든 저항이 1 Ohm 값이고 전류 흐름이 1A로 고정 된 회로에 연결되어 있기 때문에 각 저항에 약 0.33 Amp가 흐르고 있음을 보여줍니다. 페이지 끝에있는 비디오를보고 회로가 어떻게 작동하는지 확인할 수도 있습니다.
현재 디바이더 애플리케이션
전류 분배기의 주요 용도는 회로에서 사용 가능한 총 전류의 일부를 생성하는 것입니다. 그러나 경우에 따라 전류를 전달하는 데 사용되는 구성 요소는 구성 요소를 통해 실제로 흐르는 전류의 양에 제한이 있습니다. 과전류는 열 방출을 증가시키고 부품의 기대 수명을 단축시킵니다. 전류 분배기를 사용하면 부품에 흐르는 전류를 최소화 할 수 있으므로 더 작은 부품 크기를 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 더 큰 저항 와트가 필요한 경우; 여러 저항을 병렬로 추가하면 열 손실이 줄어들고 더 작은 전력 저항이 동일한 작업을 수행 할 수 있습니다.