વોલ્ટેજ વિભાજક શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવી?

ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના મુખ્ય પરિમાણોને રૂપાંતરિત કરવા માટેનો બજેટ વિકલ્પ વોલ્ટેજ વિભાજકો છે. આવા ઉપકરણને તમારા પોતાના પર બનાવવાનું સરળ છે, પરંતુ આ કરવા માટે, તમારે હેતુ, એપ્લિકેશન, ઓપરેશનના સિદ્ધાંત અને ગણતરીના ઉદાહરણો જાણવાની જરૂર છે.

હેતુ અને એપ્લિકેશન

ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજને કન્વર્ટ કરવા માટે થાય છે, જેના કારણે પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચું વર્તમાન મૂલ્ય જાળવી શકાય છે. જો વિદ્યુત સર્કિટ સાથે નાનો પ્રવાહ (સેંકડો એમએ સુધી) નો ઉપયોગ કરતા લોડને કનેક્ટ કરવું જરૂરી હોય, તો વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર (યુ) નો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવતી નથી.

આ કિસ્સાઓમાં, તમે સૌથી સરળ વોલ્ટેજ વિભાજક (DN) નો ઉપયોગ કરી શકો છો, જેની કિંમત ઘણી ઓછી છે. આવશ્યક મૂલ્ય પ્રાપ્ત કર્યા પછી, Uને સીધો કરવામાં આવે છે અને ગ્રાહકને પાવર સપ્લાય કરવામાં આવે છે. જો જરૂરી હોય તો, વર્તમાન (I) વધારવા માટે, તમારે પાવર વધારવા માટે આઉટપુટ સ્ટેજનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.વધુમાં, ત્યાં વિભાજકો અને સતત U છે, પરંતુ આ મોડલ્સનો ઉપયોગ અન્ય કરતા ઓછો વખત થાય છે.

DN નો ઉપયોગ ઘણીવાર વિવિધ ઉપકરણોને ચાર્જ કરવા માટે કરવામાં આવે છે જેમાં વિવિધ પ્રકારની બેટરીઓ માટે 220 V થી U અને કરંટના નીચા મૂલ્યો મેળવવા જરૂરી છે. વધુમાં, વિદ્યુત માપન સાધનો, કોમ્પ્યુટર સાધનો, તેમજ પ્રયોગશાળા સ્પંદિત અને સામાન્ય વીજ પુરવઠો બનાવવા માટે U ને વિભાજીત કરવા માટે ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે.

ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત

વોલ્ટેજ વિભાજક (DN) એ એક ઉપકરણ છે જેમાં આઉટપુટ અને ઇનપુટ U ટ્રાન્સફર ગુણાંકનો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. ટ્રાન્સફર ગુણાંક એ આઉટપુટ પર અને વિભાજકના ઇનપુટ પર U ના મૂલ્યોનો ગુણોત્તર છે. વોલ્ટેજ વિભાજક સર્કિટ સરળ છે અને શ્રેણીમાં જોડાયેલા બે ગ્રાહકોની સાંકળ છે - રેડિયો તત્વો (રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર્સ અથવા ઇન્ડક્ટર). તેઓ કામગીરીની દ્રષ્ટિએ અલગ પડે છે.

વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં આવા મુખ્ય જથ્થાઓ હોય છે: વોલ્ટેજ, વર્તમાન, પ્રતિકાર, ઇન્ડક્ટન્સ (L) અને કેપેસીટન્સ (C). જ્યારે ગ્રાહકો શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય ત્યારે વીજળીના મૂળભૂત જથ્થા (U, I, R, C, L) ની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રો:

1. પ્રતિકાર મૂલ્યો ઉમેરે છે;
2. તાણ ઉમેરે છે;
3. સર્કિટ વિભાગ માટે ઓહ્મના કાયદા અનુસાર વર્તમાનની ગણતરી કરવામાં આવશે: I = U / R;
4. ઇન્ડક્ટન્સ ઉમેરે છે;
5. સમગ્ર કેપેસિટર સાંકળની ક્ષમતા: C = (C1 * C2 * .. * Cn) / (C1 + C2 + .. + Cn).

સરળ રેઝિસ્ટર DN ના ઉત્પાદન માટે, શ્રેણી-જોડાયેલા રેઝિસ્ટરનો સિદ્ધાંત વપરાય છે. પરંપરાગત રીતે, યોજનાને 2 ખભામાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રથમ ખભા ઉપરનો છે અને તે ઇનપુટ અને DN ના શૂન્ય બિંદુ વચ્ચે સ્થિત છે, અને બીજો નીચલો છે, અને આઉટપુટ U તેમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.

આ હથિયારો પર U નો સરવાળો આવતા U ના પરિણામી મૂલ્ય જેટલો છે. RP ના રેખીય અને બિન-રેખીય પ્રકારો છે. રેખીય ઉપકરણોમાં આઉટપુટ U સાથેના ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે, જે ઇનપુટ મૂલ્યના આધારે રેખીય રીતે બદલાય છે. તેઓ સર્કિટના વિવિધ ભાગોમાં ઇચ્છિત U સેટ કરવા માટે વપરાય છે. બિનરેખીયનો ઉપયોગ કાર્યાત્મક પોટેન્ટિઓમીટરમાં થાય છે. તેમનો પ્રતિકાર સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ અને કેપેસિટીવ હોઈ શકે છે.

વધુમાં, DN પણ કેપેસિટીવ હોઈ શકે છે. તે શ્રેણીમાં જોડાયેલા 2 કેપેસિટર્સની સાંકળનો ઉપયોગ કરે છે.

તેના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત ચલ ઘટક સાથે વર્તમાન સર્કિટમાં કેપેસિટર્સના પ્રતિકારના પ્રતિક્રિયાત્મક ઘટક પર આધારિત છે. કેપેસિટરમાં માત્ર કેપેસિટીવ લાક્ષણિકતાઓ જ નથી, પણ પ્રતિકાર Xc પણ છે. આ પ્રતિકારને કેપેસિટીવ કહેવામાં આવે છે, વર્તમાનની આવર્તન પર આધાર રાખે છે અને સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: Xc \u003d (1 / C) * w \u003d w / C, જ્યાં w ચક્રીય આવર્તન છે, C એ કેપેસિટરનું મૂલ્ય છે .

ચક્રીય આવર્તનની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે: w = 2 * PI * f, જ્યાં PI = 3.1416 અને f એ AC આવર્તન છે.

કેપેસિટર, અથવા કેપેસિટીવ, પ્રકાર તમને પ્રતિકારક ઉપકરણો કરતાં પ્રમાણમાં મોટા પ્રવાહો પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. તે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સર્કિટ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમાં U નું મૂલ્ય ઘણી વખત ઘટાડવું આવશ્યક છે. વધુમાં, તેનો નોંધપાત્ર ફાયદો છે - તે વધારે ગરમ થતું નથી.

DN નો ઇન્ડક્ટિવ પ્રકાર ચલ ઘટક સાથે વર્તમાન સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. વર્તમાન સોલેનોઇડમાંથી વહે છે, જેનો પ્રતિકાર L પર આધાર રાખે છે અને તેને ઇન્ડક્ટિવ કહેવામાં આવે છે. તેનું મૂલ્ય વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન સાથે સીધું પ્રમાણસર છે: Xl \u003d w * L, જ્યાં L એ સર્કિટ અથવા કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સનું મૂલ્ય છે.

ઇન્ડક્ટિવ ડીએન માત્ર વર્તમાન સાથેના સર્કિટમાં જ કામ કરે છે, જેમાં ચલ ઘટક હોય છે અને તેમાં ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ (Xl) હોય છે.

ફાયદાઓ અને ગેરફાયદાઓ

પ્રતિરોધક ડીએનના મુખ્ય ગેરફાયદા એ ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં તેનો ઉપયોગ કરવાની અશક્યતા, રેઝિસ્ટર્સમાં નોંધપાત્ર વોલ્ટેજ ડ્રોપ અને પાવરમાં ઘટાડો છે. કેટલાક સર્કિટ્સમાં, પ્રતિકારની શક્તિ પસંદ કરવી જરૂરી છે, કારણ કે નોંધપાત્ર ગરમી થાય છે.

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટ સક્રિય લોડ (પ્રતિરોધક) સાથે DN નો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ વળતર કેપેસિટરના ઉપયોગ સાથે દરેક પ્રતિરોધકોની સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. આ અભિગમ તમને ગરમી ઘટાડવા માટે પરવાનગી આપે છે, પરંતુ મુખ્ય ખામીને દૂર કરતું નથી, જે પાવર નુકશાન છે. ફાયદો એ ડીસી સર્કિટ્સમાં ઉપયોગ છે.

પ્રતિરોધક DN પર પાવર લોસને દૂર કરવા માટે, સક્રિય તત્વો (રેઝિસ્ટર) ને કેપેસિટીવ સાથે બદલવા જોઈએ. પ્રતિકારક DN ને સંબંધિત કેપેસિટીવ તત્વના ઘણા ફાયદા છે:

1. તેનો ઉપયોગ એસી સર્કિટમાં થાય છે;
2. કોઈ ઓવરહિટીંગ નથી;
3. પાવર લોસમાં ઘટાડો થાય છે, કારણ કે કેપેસિટર પાસે રેઝિસ્ટરથી વિપરીત પાવર નથી;
4. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતોમાં એપ્લિકેશન શક્ય છે;
5. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પરિબળ (COP);
6. I પર ઓછું નુકસાન.

ગેરલાભ એ છે કે તેનો ઉપયોગ સતત U સાથે સર્કિટમાં કરી શકાતો નથી. આ એ હકીકતને કારણે છે કે ડીસી સર્કિટમાં કેપેસિટરમાં કેપેસીટન્સ નથી, પરંતુ તે માત્ર કેપેસીટન્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.

ચલ ઘટક સાથેના સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટિવ ડીએનના પણ ઘણા ફાયદા છે, પરંતુ તેનો ઉપયોગ U ના સ્થિર મૂલ્ય સાથે સર્કિટમાં પણ થઈ શકે છે.ઇન્ડક્ટરમાં પ્રતિકાર હોય છે, પરંતુ ઇન્ડક્ટન્સને લીધે, આ વિકલ્પ યોગ્ય નથી, કારણ કે U માં નોંધપાત્ર ઘટાડો છે. DN ના પ્રતિકારક પ્રકારની તુલનામાં મુખ્ય ફાયદા:

1. ચલ U સાથે નેટવર્ક્સમાં એપ્લિકેશન;
2. તત્વોની સહેજ ગરમી;
3. એસી સર્કિટ્સમાં ઓછી પાવર લોસ;
4. પ્રમાણમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (કેપેસિટીવ કરતા વધારે);
5. ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપવાના સાધનોમાં ઉપયોગ કરો;
6. નાની ભૂલ છે;
7. વિભાજકના આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ લોડ ડિવિઝન રેશિયોને અસર કરતું નથી;
8. વર્તમાન નુકશાન કેપેસિટીવ ડિવાઈડર કરતા ઓછું છે.

ગેરફાયદામાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

1. પાવર નેટવર્ક્સમાં સતત U નો ઉપયોગ નોંધપાત્ર વર્તમાન નુકસાન તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, ઇન્ડક્ટન્સ માટે વિદ્યુત ઊર્જાના વપરાશને કારણે વોલ્ટેજમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.
2. ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સમાં આઉટપુટ સિગ્નલ (રેક્ટિફાયર બ્રિજ અને ફિલ્ટરના ઉપયોગ વિના) બદલાય છે.
3. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ એસી સર્કિટને લાગુ પડતું નથી.

રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટન્સ પર વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી

ગણતરી માટે વોલ્ટેજ વિભાજકનો પ્રકાર પસંદ કર્યા પછી, તમારે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે. જો ગણતરી ખોટી છે, તો ઉપકરણ પોતે, વર્તમાનને એમ્પ્લીફાય કરવા માટેનું આઉટપુટ સ્ટેજ અને ગ્રાહક બળી શકે છે. ખોટી ગણતરીઓના પરિણામો રેડિયો ઘટકોની નિષ્ફળતા કરતાં પણ વધુ ખરાબ હોઈ શકે છે: શોર્ટ સર્કિટના પરિણામે આગ, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક આંચકો.

સર્કિટની ગણતરી અને એસેમ્બલ કરતી વખતે, તમારે સલામતીના નિયમોનું સખતપણે પાલન કરવું આવશ્યક છે, યોગ્ય એસેમ્બલી માટે ઉપકરણને ચાલુ કરતા પહેલા તેને તપાસો અને ભીના ઓરડામાં તેનું પરીક્ષણ કરશો નહીં (ઇલેક્ટ્રિક શોકની સંભાવના વધે છે). ગણતરીમાં વપરાતો મુખ્ય કાયદો સર્કિટ વિભાગ માટે ઓહ્મનો કાયદો છે.તેની રચના નીચે મુજબ છે: વર્તમાન તાકાત સર્કિટ વિભાગમાં વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર છે અને આ વિભાગના પ્રતિકારના વિપરિત પ્રમાણસર છે. ફોર્મ્યુલા એન્ટ્રી આના જેવી દેખાય છે: I = U/R.

રેઝિસ્ટર પર વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી માટે અલ્ગોરિધમ:

1. કુલ વોલ્ટેજ: Upit \u003d U1 + U2, જ્યાં U1 અને U2 એ દરેક રેઝિસ્ટર પર U મૂલ્યો છે.
2. રેઝિસ્ટર વોલ્ટેજ: U1 = I * R1 અને U2 = I * R2.
3. Upit \u003d I * (R1 + R2).
4. કોઈ લોડ વર્તમાન: I = U / (R1 + R2).
5. દરેક રેઝિસ્ટર પર U ડ્રોપ કરો: U1 = (R1 / (R1 + R2)) * Upit અને U2 = (R2 / (R1 + R2)) * Upit.

R1 અને R2 ના મૂલ્યો લોડ પ્રતિકાર કરતા 2 ગણા ઓછા હોવા જોઈએ.

કેપેસિટર્સ પર વોલ્ટેજ વિભાજકની ગણતરી કરવા માટે, તમે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરી શકો છો: U1 = (C1 / (C1 + C2)) * Upit અને U2 = (C2 / (C1 + C2)) * Upit.

ઇન્ડક્ટન્સ પર DN ની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રો સમાન છે: U1 = (L1 / (L1 + L2)) * Upit અને U2 = (L2 / (L1 + L2)) * Upit.

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં ડાયોડ બ્રિજ અને ઝેનર ડાયોડ સાથે ડિવાઈડરનો ઉપયોગ થાય છે. ઝેનર ડાયોડ એ સેમિકન્ડક્ટર ડિવાઇસ છે જે સ્ટેબિલાઇઝર U તરીકે કામ કરે છે. ડાયોડ આ સર્કિટમાં માન્ય કરતાં રિવર્સ U સાથે પસંદ કરવા જોઈએ. જરૂરી સ્થિરીકરણ વોલ્ટેજ મૂલ્ય માટે સંદર્ભ પુસ્તક અનુસાર ઝેનર ડાયોડ પસંદ કરવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત, તેની સામેના સર્કિટમાં રેઝિસ્ટર શામેલ હોવું આવશ્યક છે, કારણ કે તેના વિના સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ બળી જશે.

સમાન લેખો: