Quando si progettano circuiti elettrici, sono possibili situazioni in cui una corrente di una certa entità scorre nel circuito e il carico è progettato per un consumo significativamente inferiore. Soprattutto per questo caso, sono state inventate soluzioni circuitali originali, chiamate divisori di corrente. Il loro lavoro si basa sulla legge di Kirchhoff conosciuta dal corso di fisica.
Definizione e principio di funzionamento
Il divisore di corrente è uno speciale circuito elettrico dei loro 2 resistori, attraverso il quale è possibile dividere la corrente totale I in due componenti (foto sotto).
Ciascuno dei componenti I1 e I2 assume valori dipendenti dal rapporto delle due resistenze (ad esso sono inversamente proporzionali). A parità di resistori, metà della corrente scorrerà attraverso ciascuno di essi.
Nota: La base teorica del principio di funzionamento di un divisore resistivo è la legge di Kirchhoff di base (la somma delle correnti in uscita e in ingresso sono uguali).
A volte, per una rappresentazione figurativa, il flusso di elettroni viene confrontato con un fiume veloce, in cui la velocità del movimento dell'acqua corrisponde alla forza attuale nel conduttore. Se dividiamo il suo canale in due parti fluenti uguali e parallele, la pressione dell'acqua in ciascuna di esse (forza attuale) diminuirà esattamente della metà.
Analisi dell'attuale circuito di condivisione
Innanzitutto, presentiamolo nel modulo sottostante.
La differenza di potenziale (tensione) tra il punto di ingresso "A" e l'uscita "B" è la stessa per entrambe le resistenze. Ognuno di essi ha la propria resistenza e la loro somma viene calcolata utilizzando la formula per la connessione parallela, riportata di seguito:
Secondo la regola di Kirchhoff (prima), la corrente totale è definita come la somma di due componenti che si ramificano lungo catene. E le correnti in ciascuno di questi circuiti sono determinate dalle formule, che includono i valori dei resistori installati in essi. In altre parole, questo può essere espresso come segue: per cambiare la corrente nel ventilatore, ad esempio, acceso al posto di una delle resistenze, è sufficiente cambiare il valore della seconda resistenza (parallela ad essa).
Installando al suo posto un potenziometro con valore variabile, è possibile regolare la velocità di rotazione delle pale del ventilatore (cambiare la corrente in esso) entro certi limiti. Questi limiti dipendono dalla resistenza intrinseca dell'avvolgimento del motore del dispositivo e dal campo di variazione del valore del potenziometro.
Esempio di calcolo del divisore corrente
Ad esempio, si consideri il caso di trovare i valori di I1 e I2 in un divisore di corrente organizzato artificialmente con un valore totale noto di I = 0,6 Ampere. Ciò richiederà le formule mostrate nella foto sotto:
Ad esempio, R1 è 100 ohm e R2 è 20 ohm.
Ulteriori azioni sono le seguenti:
- Secondo la formula per la corrente in uno dei rami troviamo: I1 = 0.6x20 / (100 + 20) = 0.1 Ampere.
- Per l'altro componente determiniamo: I2 = 0,6x100 / (100 + 20) = 0,5 Ampere.
- Poiché c'è un calo di potenza su R1 e R2, vengono selezionati anche per questo indicatore utilizzando la formula: P = IхIхR.
Per il resistore R1 P = 0.1x0.1x100 = 1 W, e per R2 questo indicatore è P = 0.5x0.5x20 = 5 W. Tenendo conto del margine, seleziona rispettivamente i valori di 2 e 10 watt.