Circuito divisore di tensione

Un circuito divisore di tensione o potenziale è comunemente usato nell'elettronica in cui una tensione di ingresso deve essere convertita in un'altra tensione inferiore a quella originale. Questo è molto utile per tutti i circuiti analogici in cui sono richieste tensioni variabili, quindi è importante capire come funziona questo circuito e come calcolare i valori dei resistori necessari per realizzare un circuito partitore di tensione per emettere la tensione desiderata.

Materiale richiesto

• Resistore (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
• Batteria - 9V
• Multimetro
• Collegamento dei cavi
• Breadboard

Schema elettrico

Un circuito divisore di tensione è un circuito molto semplice costruito da solo due resistori (R1 e R2) come mostrato sopra negli schemi circuitali. La tensione di uscita richiesta (V _OUT) può essere ottenuta attraverso il resistore R2. Usando questi due resistori possiamo convertire una tensione di ingresso in qualsiasi tensione di uscita richiesta.

NOTA: la tensione di uscita (V _OUT) è sempre inferiore alla tensione di ingresso (V _IN)

Formula del divisore di tensione

Supponiamo che, se la corrente (I) nel filo di uscita è zero, la relazione tra la tensione di ingresso (V _IN) e la tensione di uscita (V _out) è determinata come:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Equazione del divisore di tensione)

Dove,

V _OUT = Tensione di uscita

V _IN = Tensione di ingresso

R ₁ = Resistenza superiore

R ₂ = resistenza inferiore

Prova della formula del divisore potenziale

Secondo la legge di Ohm, la tensione attraverso un conduttore ideale è uguale alla corrente che lo attraversa.

Tensione = Corrente * Resistenza

V = IR

Ora, come da schema elettrico

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… equazione (1) V _OUT = I * R ₂ … equazione (2)

Mettendo il valore di ' I ' dall'equazione (1) nell'equazione (2), abbiamo

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Cose da tenere a mente

• Se il valore di R1 è uguale a R2, il valore della tensione di uscita è la metà del valore di ingresso.
• Se il valore di R1 è molto inferiore a R2, il valore della tensione di uscita sarà approssimativamente uguale alla tensione di ingresso.
• Se il valore di R1 è molto maggiore di R2, il valore della tensione di uscita sarà approssimativamente uguale a zero.

Funzionamento del circuito divisore di tensione

Secondo lo schema del circuito del partitore di tensione di esempio che abbiamo usato qui, abbiamo preso 9V come la tensione di ingresso e il valore della resistenza R ₁ e R ₂ sono rispettivamente 1k e 10k. Praticamente stiamo ottenendo 8,16 V come tensione di uscita come mostrato nell'immagine sopra.

Proviamo in teoria, V _IN = 9 V, R1 = 1 kilo ohm e R2 = 10 kilo ohm . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8,1818 V

C'è una differenza molto minore tra il valore pratico e quello teorico, perché la batteria non fornisce 9V esatti.

Un altro fattore importante da considerare durante la selezione dei valori del resistore è la sua potenza nominale (P). Una volta che conosci i valori di I (in base al carico), V _IN, R ₁ e R ₂, aggiungi R ₁ e R ₂ insieme per ottenere R _TOTALE e usa il calcolatore della legge di Ohm per scoprire la potenza (Watt) richiesta per le resistenze. Oppure usa semplicemente le formule P = VI per decidere la potenza nominale del tuo resistore. Se non viene selezionata una potenza nominale adeguata, il resistore si surriscalda e potrebbe anche bruciare.

Calcolatore del divisore di tensione

È possibile utilizzare direttamente il calcolatore del divisore di tensione di seguito per calcolare uno qualsiasi dei valori menzionati nelle formule del divisore di tensione.

Applicazioni del circuito divisore di tensione

I circuiti divisori di tensione o potenziale sono spesso utilizzati in vari progetti e applicazioni. Di seguito sono riportati alcuni esempi di circuiti in cui viene utilizzato un concetto di divisore potenziale:

• Voltmetro digitale Arduino
• Misurazione dell'intensità della luce
• Tutorial ADC Raspberry Pi
• Ohm Meter di Arduino
• Rilevatore di oscurità
• Lampada di emergenza Raspberry Pi