Saat merancang sirkuit listrik, situasi mungkin terjadi ketika arus dengan besaran tertentu mengalir di sirkuit, dan beban dirancang untuk konsumsi yang lebih rendah secara signifikan. Khusus untuk kasus ini, solusi rangkaian asli ditemukan, yang disebut pembagi arus. Pekerjaan mereka didasarkan pada hukum Kirchhoff yang diketahui dari kursus fisika.
Definisi dan prinsip operasi
Pembagi arus adalah rangkaian listrik khusus dari 2 resistornya, yang melaluinya dimungkinkan untuk membagi arus total I menjadi dua komponen (foto di bawah).
Masing-masing komponen I1 dan I2 mengambil nilai tergantung pada rasio dua resistor (mereka berbanding terbalik dengannya). Dengan resistor nominal yang sama, setengah arus akan mengalir melalui masing-masing resistor.
catatan: Dasar teoritis dari prinsip operasi pembagi resistif adalah hukum Kirchhoff dasar (jumlah arus pada keluaran dan masukan sama).
Terkadang, untuk representasi kiasan, aliran elektron dibandingkan dengan sungai cepat, di mana kecepatan pergerakan air sesuai dengan kekuatan arus pada penghantar. Jika kita membagi salurannya menjadi dua bagian yang sama dan sejajar, maka tekanan air di masing-masing bagian (kekuatan arus) akan turun tepat setengahnya.
Analisis rangkaian pembagian arus
Pertama, mari kita sajikan pada formulir di bawah ini.
Beda potensial (tegangan) antara titik masukan "A" dan keluaran "B" adalah sama untuk kedua resistor. Masing-masing memiliki hambatannya sendiri, dan jumlahnya dihitung menggunakan rumus untuk koneksi paralel, yang diberikan di bawah ini:
Menurut aturan Kirchhoff (pertama), arus total didefinisikan sebagai jumlah dari dua komponen yang bercabang di sepanjang rantai. Dan arus di masing-masing sirkuit ini ditentukan oleh rumus, yang mencakup nilai resistor yang dipasang di dalamnya. Dengan kata lain, dapat diekspresikan sebagai berikut: untuk mengubah arus pada kipas, misalnya, dihidupkan alih-alih salah satu resistansi, cukup untuk mengubah nilai resistor kedua (paralel).
Dengan memasang potensiometer dengan nilai variabel sebagai gantinya, dimungkinkan untuk mengatur kecepatan putaran bilah kipas (mengubah arus di dalamnya) dalam batas tertentu. Batasan ini bergantung pada resistansi intrinsik belitan motor perangkat dan kisaran perubahan dalam peringkat potensiometer.
Contoh penghitungan pembagi arus
Sebagai contoh, pertimbangkan kasus menemukan nilai I1 dan I2 dalam pembagi arus yang diatur secara artifisial dengan nilai total I = 0,6 Ampere yang diketahui. Ini akan membutuhkan rumus yang ditunjukkan pada foto di bawah ini:
Misalkan, R1 adalah 100 ohm dan R2 adalah 20 ohm.
Tindakan selanjutnya adalah sebagai berikut:
- Menurut rumus arus di salah satu cabang, kita menemukan: I1 = 0.6x20 / (100 + 20) = 0.1 Ampere.
- Untuk komponen lainnya kita tentukan: I2 = 0.6x100 / (100 + 20) = 0.5 Ampere.
- Karena ada penurunan daya pada R1 dan R2, mereka juga dipilih menurut indikator ini menggunakan rumus: P = IхIхR.
Untuk resistor R1 P = 0.1x0.1x100 = 1 W, dan untuk R2 indikator ini adalah P = 0.5x0.5x20 = 5 W. Dengan mempertimbangkan margin, ia memilih nilai masing-masing 2 dan 10 watt.