Az elektromos áramkörök tervezésénél lehetségesek olyan helyzetek, amikor egy bizonyos nagyságú áram áramlik az áramkörben, és a terhelést lényegesen alacsonyabb fogyasztásra tervezték. Különösen erre az esetre találták ki az eredeti áramköri megoldásokat, úgynevezett áramelválasztókat. Munkájuk a fizika tanfolyamon ismert Kirchhoff törvényen alapul.
Meghatározása és működési elve
Az áramelosztó 2 ellenállásuk speciális elektromos áramköre, amelyen keresztül az I teljes áramot két részre lehet osztani (az alábbi fotó).
Az I1 és I2 komponensek értéke a két ellenállás arányától függ (ezek fordítottan arányosak vele). Egyenlő névleges ellenállások esetén az áram fele mindegyiken átfolyik.
jegyzet: A rezisztív osztó működési elvének elméleti alapja az alapvető Kirchhoff-törvény (a kimeneten és a bemeneten az áramok összege egyenlő).
Néha ábrás ábrázolás esetén az elektronáramot összehasonlítják egy gyors folyóval, amelyben a víz mozgásának sebessége megfelel a vezetőben lévő áram erősségének. Ha csatornáját két egyenlő és párhuzamosan folyó részre osztjuk, akkor mindegyikben a víznyomás (áramerősség) pontosan a felére csökken.
A jelenlegi megosztási áramkör elemzése
Először mutassuk be az alábbi formában.
Az "A" bemeneti pont és a "B" kimenet közötti potenciálkülönbség (feszültség) mindkét ellenállásnál megegyezik. Mindegyiküknek megvan a saját ellenállása, és összegüket az alábbi párhuzamos kapcsolat képlete alapján számítják ki:
Kirchhoff (először) szabálya szerint az összáramot a láncok mentén elágazó két komponens összegeként határozzuk meg. És ezeknek az áramköröknek az áramát a képletek határozzák meg, amelyek tartalmazzák a bennük telepített ellenállások értékeit. Más szavakkal, ez a következőképpen fejezhető ki: ahhoz, hogy például az egyik ellenállás helyett bekapcsolt ventilátor áramát megváltoztassuk, elegendő a második (vele párhuzamos) ellenállás értékét megváltoztatni.
Ha változó értékű potenciométert telepítünk a helyére, bizonyos határok között szabályozni lehet a ventilátorlapátok forgási sebességét (megváltoztathatjuk benne az áramot). Ezek a határértékek a készülék motor tekercselésének belső ellenállásától és a potenciométer névleges változásának tartományától függenek.
Példa az aktuális osztószámításra
Példaként vegyük figyelembe azt az esetet, amikor az I1 és I2 értékeit mesterségesen szervezett áramelválasztóban találjuk meg, amelynek ismert összértéke I = 0,6 Amper. Ehhez az alábbi fotón látható képletekre lesz szükség:
Például R1 100 ohm, R2 pedig 20 ohm.
További lépések a következők:
- Az egyik ág áramának képlete szerint azt találjuk: I1 = 0,6x20 / (100 + 20) = 0,1 Ampere.
- A másik komponensre meghatározzuk: I2 = 0,6x100 / (100 + 20) = 0,5 Amper.
- Mivel R1 és R2 teljesítménye csökken, ezért ezeket a mutató alapján választjuk ki a következő képlettel: P = IхIхR.
Az R1 ellenállásnál P = 0,1x0,1x100 = 1 W, R2 esetében ez a mutató P = 0,5x0,5x20 = 5 W. A margót figyelembe véve kiválasztja a 2, illetve a 10 watt értékeket.