як зменшити напругу постійного струму за допомогою резисторів?


24

Як можна було б використовувати джерело живлення постійного струму 12 В для живлення чогось, що потрібно 4,5 В постійного струму, використовуючи резистори? Чи є спосіб визначити, на скільки додавання резистора знизиться напруга?

Відповіді:


44

Коротка відповідь - «не роби цього».

Напруга, що опускається резистором, задається Законом Ома: V = I R.

Отже, якщо ви точно знаєте, скільки струму буде проводити ваш пристрій, ви можете вибрати резистор, який опуститься рівно на 7,5 В, і залишити 4,5 В для свого пристрою, коли цей струм пройде через нього. Але якщо струм у вашому пристрої змінюється, або якщо ви хочете зробити більше однієї системи, і не кожен пристрій точно подібний у поточному розіграші, ви не можете постійно отримувати 4,5 В на пристрої, використовуючи лише резистор.

Ваші інші варіанти включають

  • Лінійний регулятор. Це в основному змінний резистор, який буде коригувати його значення, щоб зберегти вихід там, де вам потрібно. Це, мабуть, лише хороше рішення, якщо ваш пристрій витрачає дуже мало енергії (можливо, до 100 мА).

  • Регулятор шунту. Це означає використання резистора для падіння напруги, як ви пропонуєте, але потім додавання додаткового пристрою паралельно з навантаженням для управління напругою. Регулятор шунта регулює свій струм (в межах), щоб підтримувати струм через резистор правильним, щоб підтримувати потрібну вихідну напругу.

  • Регулятор комутації. При цьому використовуються деякі хитрощі для створення бажаної вихідної напруги із значно кращою ефективністю енергії, ніж лінійний регулятор. Це, мабуть, найкращий вибір, якщо вашому пристрою потрібно більше 10 або 20 мА струму.


@Photon: Чи не можливо "порахувати", який резистор вам знадобиться для того, щоб скинути 7,5 В з 12 В постійного струму, не знаючи струму (ампер)?
cpx

@cpx Ні, це неможливо.
The Photon

1
@cpx. Якщо у вас виникли додаткові запитання, слід опублікувати їх як запитання. Але дивлячись на ваші минулі запитання, я рекомендую вам знайти гідний підручник (можливо, першокурсник з фізики або allaboutcircuits.com) та отримати базове розуміння того, що розуміють під термінами, як різниця потенціалів , струм та потужність .
The Photon

2

Якщо ці умови виконані, ви можете зменшити напругу постійного струму за допомогою (високої потужності алюмінієвих) резисторів [> 50 Вт]

  • Вашого акумулятора вистачить для того, щоб подати щонайменше 20x (або набагато більше) струму для вашого навантаження.
  • Втрати електроенергії - це не проблема.
  • (Над) Нагрівання не є проблемою або відсутністю хорошого механізму охолодження резисторів.
  • Навіть найнижчий опір вашого навантаження набагато (20x і більше) вище, ніж опір алюмінію.

Примітка: 20x - це лише штучне число, фактичне число залежить від того, на скільки відсотків коливання напруги може переносити ваше навантаження.

введіть тут опис зображення


2

Два резистори можна використовувати, як пояснив @ efox29, лише єдина проблема з цією конфігурацією - це струм, що проходить через навантаження, підключення навантаження змінить вихідну напругу, оскільки через навантаження протікатиме якийсь струм.

Самим простим рішенням є послідовник напруги, підключений до виходу двох резисторів, це забезпечить високий вхідний опір і, отже:

  1. вихідна напруга буде постійною 4,5 В

  2. ОПАМ, що використовується як послідовник напруги, спробує забезпечити стільки струму, скільки вимагає навантаження.

Ось малюнок того, про що я говорю:

введіть тут опис зображення

Підключіть вихід між двома резисторами до Vin у цій конфігурації, і тоді вихід повинен бути постійним значенням, а підсилювач забезпечить навантаження необхідним струмом.


Це здається дуже природним та гнучким рішенням. Які недоліки?
ConvexMartian

3
Основним недоліком є ​​(більшість) підсилювачів не призначені для джерела значних струмів. Крім того, IMHO до того моменту, коли ви застрягли з Op Amp, ви, можливо, також застрягли з мережевим блоком живлення / регулятором і зробили це з ним.
Джон У

1

Просто візьміть 7805 з ринку і підключіть штифт номер 1 з позитивним і підключіть штифт 2 з від’ємним і візьміть вихід з позитивного від штифта № 3 і від’ємного від штифта № 2 і дотримуйтесь відстань вихідного дроту в 1,5 метра від вихідного терміналу подачі до навантаження.


1
Чи можете ви поясніть, будь ласка, детально про те, "тримайте відстань вихідного проводу 1,5 метра від вихідного терміналу живлення до навантаження"?
Huy.PhamNhu

-1

Подивіться схему electro103 вище. Потрібно знати чотири цифри: максимальний струм, який може привести ваш пристрій, мінімальний струм, який він буде проводити, максимальну напругу, яку він може витримати, не випаровуючись у смердючу хмару, і мінімальну напругу, яку він повинен функціонувати. Без цих чотирьох чисел ви не можете створити резистивний дільник напруги.

Зауважте, що таке розташування є дуже неефективним і може призвести до великого тепла, що утворюється в падаючих резисторах.


Це не дає відповіді на майже п'ятирічне запитання Джона, на яке він уже має прийняту відповідь.
Вінні

Я впевнено перевірять вік будь-яких майбутніх питань, перш ніж я відповім на них. Негативні голоси бадьоро приймаються. Для того, що це варто, я думаю, що настав час закінчити свою інженерну кар’єру і зайнятися чимось корисним, як закон чи нерухомість. Дефіцит працівників STEM можна вирішити, перезавантаживши частину мільйонів, які були звільнені.
richard1941
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.