Содержание

Varam kautko salodēt: Online calculator for electronics

Перевод дБ в разы, дБм в Вт

Расчёт для TL431

Быстрый подбора сопротивления из стандартного ряда

Подбор и опознание ШИМ контроллера по выводам

Упрощённый расчёт трансформатора

Расчёт частоты КР(КФ)1211еу1

Расчёт для LM317 / LM350 / LM338

Расчёт повышающего DC/DC преобразователя

Калькулятор для LM2576

Расчет дросселей на резисторах МЛТ

Расчёт параметров светодиодных лент для светильника

Расчёт габаритной мощности трансформатора

Расчёт сопротивления провода

Калькулятор для MC34063

Расчет катушек на кольцах Amidon

Расчет таймера 555

Определение резистора по цветным полоскам

Расчет резистора для светодиода

Расчет фильтра низких и высоких частот

Расчет параллельное соединение резисторов

Расчет делителя напряжения

Декодер цветовой маркировки резисторов

Расчет однослойной катушки

Расчет многослойной катушки

Катушка на ферритовом кольце

Расчет частоты LC контура

Расчет ёмкости LC контура

Расчет индуктивности LC контура

Расчет зарядного устройства с гасящим конденсатором

Расчёт частоты ir2153

Расчет частоты TL494

Расчет выпрямителя

Расчет гасящего конденсатора

Реактивное сопротивление XL и XC
Расcчитать импеданс.
Расcчитать частоту резонанса колебательного контура LC.
Расcчитать реактивную мощность и компенсацию.

Формула Ватт в Ампер
Сила тока в цепи
Расчет сечения кабеля
Расчёт сечения кабеля по мощности и току
Расчет веса кабеля
Расчёт потерь напряжения
Расчет электрической цепи
Расчёт резонансной частоты контура
Расчет делителя напряжения
Расчёт реактивного сопротивления
Расчет катушки индуктивности
Расчёт освещения
Расчет освещенности помещения
Перевод светового потока светодиода
Расчёт резистора для светодиода
Цветовая маркировка резисторов

Маркировка SMD резисторов
Последовательное соединение конденсаторов
Расчет конденсатора для двигателя
Параллельное соединение резисторов
Расчет провода для плавких предохранителей
Расчёт заземления
Мощность вытяжки
Расчет мощности тепловой пушки
Сколько времени заряжать аккумулятор

Импенданс в последовательном соединении

Индуктивность прямого провода

Катушка индуктивности

Энергия в конденсаторе

Электрическая проводимость (Y)

Стабилизатор тока

Спиральная антенна

Сечение кабеля по мощности

Свойства катушки

Резонансная частота контура

Расчет сечения кабеля

Преобразование Ватт в Ампер

Последовательное соединение резисторов

Параллельные резисторы

Освещенность помещения

Мощность ТЭНа

Микроконтроллер 8051

Маркировка SMD-резисторов

Конденсаторы в параллельном соединении

Калькулятор 555 таймера

Индуктивность катушки с воздушным сердечником

Импенданс в параллельном соединении

Диаметр провода для плавких предохранителей

Время зарядки аккумулятора

Электрическая цепь

Ток в цепи

Стабилизатор напряжения LM317

Сила электромагнита

Сечение кабеля

Световой поток светодиода

Реактивное сопротивление

Расчёт освещения

Потери напряжения

Подбор сопротивлений для делителя

Параллельное соединение резисторов

Освещение в помещении

Маркировка резисторов с проволочными выводами

Конденсаторы в последовательном соединении

Заземление

Делитель напряжения

Вес кабеля

5.


6.
7.
8.

Делитель напряжения – Основы электроники

Делитель напряжения это цепь или схема соединения резисторов, применяемая для получения разных напряжений от одного источника питания.

Рассмотрим цепь из двух последовательно соединенных резисторов с разными сопротивлениями (рис. 1).

Рисунок 1. Последовательная цепь есть простейший делитель напряжения.

Согласно закону Ома если приложить к такой цепи напряжение, то падение напряжения на этих резисторах будет тоже разным.

UR1=I*R1;

UR2=I*R2.

Схема, изображенная на рисунке 1, и есть простейший делитель напряжения на резисторах. Обычно делитель напряжения изображают, как это показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Классическая схема делителя напряжения.

Для примера разберем простейший делитель напряжения, изображенный на рисунке 2. В нем R1 = 2 кОм, R2 = 1 кОм и на­пряжение источника питания, оно же и есть входное напряжения делителя Uвх = 30 вольт. Напряжение в точке А равно полному напряжению источника, т. е. 30 вольт. Напряжение Uвых, то есть в точке В равно напряжению на R2.Определим напряжение Uвых.

Общий ток в цепи равен:

(1)

Для нашего примера I=30 В/ (1 кОм + 2 кОм) = 0,01 А = 10 мА.

Напряжение на R2 будет равно:

(2)

Для нашего примера UR2 = 0,01 А*1000 Ом = 10 В.

Выходное напряжение можно вычислить вторым способом, подставив в выражение (2) значение тока (1), тогда получим:

(3)

UR2 = 30 В*1 кОм/(1 кОм + 2 кОм) = 10 В.

Второй способ применим для любого делителя напряжения, состоящего из двух и более резисторов, включенных последовательно. Напряжение в любой точке схемы можно вычислить с помощью калькулятора за один прием, минуя вычисление тока.

Делитель напряжения из двух последовательно включенных резисторов с равными сопротивлениями

Если делитель напряжения состоит из двух одинаковых резисторов, то приложенное напряжение делится на них пополам.

Uвых = Uвх/2

Делитель напряжения из трех последовательно включенных резисторов с равными сопротивлениями

На рисунке 3 изображен делитель напряжения, состоящий из трех одинаковых резисторов сопротивлением в 1 кОм каждый. Вычислим напряжение в точках

А и В относительно точки Е.

Рисунок 3. Делитель напряжения из трех резисторов.

Общее сопротивление R= R1+R2+R3 = 1 кОм + 1 кОм + 1 кОм = 3 кОм

Напряжение в точке А относительно точки Е будет равно:

Тгда Ua-e =30 В/(1 кОм + 1 кОм + 1 кОм)*1 кОм = 10 В.

Напряжение в точке В относительно точки Е будет равно:

Тгда Ub-e =30 В/(1 кОм + 1 кОм + 1 кОм)*(1 кОм + 1 кОм) = 20 В.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Что такое делитель напряжения и как он работает? | ASUTPP

Основная масса электронных элементов, в частности микросхемы, работает на относительно низком напряжении 3-5V. Напряжение же блоков питания как правило выше – 9-12V. И для стабильной работы прибора необходимо понижать напряжение до требуемого уровня. Если этого не сделать, чувствительные микросхемы могут быть повреждены.

Имеются разные способы для этого и самый простой из них – использовать линейный делитель напряжения на резисторах. Этот способ часто используют в маломощных цепях.

Прибор является простой схемой, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Подав питание на 2 последовательно соединённых резистора, мы сможем получить выходное напряжение, которое является частью входного.

Что необходимо, чтобы сделать идеальный делитель?

Две вещи, с которыми следует разобраться – схема и уравнение по расчёту.

Примеры схем делителей. Назовём резистор, на который подаётся входящее напряжение (Vin)R1, а резистор, подключённый к земле R2. Падение напряжения на R2 называется выходным напряжением Vout. Оно является частью входного и его можно рассчитать, зная параметры тока и сопротивлений.

Уравнение, позволяющее вычислить выходное напряжение предполагает, что известны входное Vin и значения сопротивлений резисторов R1 и R2.

При последовательном соединении сила тока одна и та же на любом участке цепи. Поэтому, согласно закону Ома, Vout = I*R2

Рассмотрим входное напряжение Vin. Резисторы соединены последовательно и их общее сопротивление будет: R = R1+R2

Вернёмся к закону Ома: I = Vin / (R1+R2)

Подставляем полученное значение силы тока в уравнение для выходного напряжения:

Получаем уравнение делителя напряжения. Согласно ему выходное напряжение является частью входного и доля его равна сопротивлению R2 поделённого на сумму R1 и R2.

Практическое применение делителя напряжения

При создании электронной схемы может потребоваться источник меньшего напряжения, чем у тех, что обычно предлагаются в магазинах. К примеру, в пульте дистанционного управления многие элементы выдерживают до 5V, а наиболее распространённым источником питания для такой схемы является батарея на 9 V.

Рассмотрим, как просто превратить такую батарею в 3-вольтовый элемент питания для портативной цепи при условии, что она не потребляет большой ток:

  1. Подсоедините с помощью зажима “крокодил” 20-омный резистор к красному проводу разъёма батареи.
  2. Аналогично, подключите чёрный провод к 10-омному резистору.
  3. Скрутите вместе свободные концы обоих сопротивлений. Для надёжности можно зафиксировать скрутку зажимом.

4. Подключите разъём к батарее, соблюдая полярность.

5. Прижмите провода вольтметра к скрутке и крокодилу. Следите за полярностью. Вольтметр показывает 3V.

Таким образом мы получили с помощью делителя необходимое 3-вольтовое напряжение.

Для того, чтобы правильно подобрать номиналы сопротивлений, можно использовать уравнение. А можно поискать в сети онлайн-калькулятор, который делает это автоматически.

При использовании переменного резистора, его ещё называют потенциометром, напряжение на резисторе становится регулируемым.

Потенциометры применяются везде, где требуется переменное питание. Это и регулировка громкости, измерительная и радио аппаратура.

Калькулятор резистивно-емкостной цепи • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Данный калькулятор позволяет рассчитывать максимальный ток Imax в начале заряда конденсатора, максимальную энергию Emax и максимальный заряд конденсатора Qmax, когда он полностью заряжен при данном напряжении, а также постоянную времени RC-цепи.

Пример. Рассчитать постоянную времени, максимальную энергию, максимальный ток и максимальный заряд для цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора 2 кОм и конденсатора 5 мкФ. Цепь подключена к источнику постоянного напряжения 10 V. Обратите внимание: напряжение не нужно для расчета постоянной времени RC-цепи.

Входные данные

Напряжение V

микровольт (мкВ)милливольт (мВ)вольт (В)киловольт (кВ)мегавольт (МВ)

Емкость C

фарад (Ф)микрофарад (мкФ)нанофарад (нФ)пикофарад (пФ)

Сопротивление R

миллиом (мОм)ом (Ом)килоом (кОм)мегаом (МОм)

Выходные данные

Постоянная времени

τ с

Макс. энергия

E Дж

Макс. ток

I А

Макс заряд

Q Кл

Введите величины в поля для ввода, выберите единицы измерения и нажмите кнопку Рассчитать.

Постоянная времени определяется по формуле

где τ — постоянная времени в секундах, R — сопротивление в омах и C — емкость в фарадах. Постоянная времени RC-цепи определяется как время, которое требуется, чтобы конденсатор зарядился до 63,2% его максимально возможного заряда при условии, что начальный заряд нулевой. Отметим, что конденсатор зарядится до 63,2% за время τ и почти полностью (до 99,3%) зарядится за время 5τ.

Энергия E, которую хранит полностью заряженный до напряжения V конденсатор, при условии, что время заряда T ≫ τ, определяется формулой

где C — емкость в фарадах и V — напряжение в вольтах.

Максимальный ток I определяется по закону Ома:

Максимальный заряд Q определяется по формуле

где C — емкость в фарадах и V — напряжение в вольтах.

Фильтрующие электролитические конденсаторы на системной плате компьютера

Применение

Частотный разделитель ADSL — это фильтр нижних частот и три соединителя в корпусе

Конденсаторы часто используются в различных электрических и электронных устройствах и системах. Вероятно, вы не найдете ни одно электронное устройство, в котором не содержится хотя бы один конденсатор. Конденсаторы используются для хранения энергии, обеспечения импульсов энергии, для фильтрации питающего напряжения, для коррекции коэффициента мощности, для развязки по постоянному току, в электронных частотных фильтрах, для фильтрации шумов, для запуска электродвигателей, для хранения информации, для настройки колебательных контуров, в различных датчиках, в емкостных экранах мобильных телефонов… Этот список можно продолжать до бесконечности.

Резистивно-емкостные (RC) цепи обычно используются в качестве простых фильтров нижних и верхних частот, а также простейших интегрирующих и дифференцирующих цепей.

Резистивно-емкостные фильтры нижних частот

Пример двухкаскадного RC-фильтра нижних частот с неинвертирующим операционным усилителем с единичным коэффициентом передачи, который используется в качестве буфера между двумя каскадами фильтра

Фильтры нижних частот пропускают только низкочастотные сигналы и подавляют высокочастотные сигналы. Частота среза определяется компонентами фильтра.

Такие фильтры широко используются в электронике. Например, их используют в сабвуферах для того, чтобы не подавать на них звуки высоких частот, которые они не могут воспроизводить. Фильтры нижних частот используются также в радиопередатчиках для блокировки нежелательных высокочастотных составляющих в передаваемом сигнале. У тех, кто пользуется ADSL подключением к Интернету, всегда установлены частотные разделители с такими фильтрами нижних частот, которые предотвращают возникновение помех в аналоговых устройствах (телефонах) от сигналов DSL и воздействия помех от аналоговых устройств на оборудование DSL, подключенное к обычной телефонной линии.

Фильтры нижних частот используются для обработки сигналов перед их аналого-цифровым преобразованием. Такие фильтры улучшают качество аналоговых сигналов при их дискретизации и необходимы для подавления высокочастотных компонентов сигнала выше частоты Найквиста таким образом, чтобы он удовлетворял требованиям теоремы Котельникова для данной частоты дискретизации, то есть максимальная частота не должна быть выше половины частоты выборки.

На верхнем рисунке показан простой фильтр нижних частот. В нем используются только пассивные компоненты, поэтому он называется пассивным фильтром нижних частот (ФНЧ). В более сложных пассивных ФНЧ используются также катушки индуктивности.

В отличие от пассивных фильтров нижних частот, в активных фильтрах используются усилительные устройства, например, транзисторы или операционные усилители. В пассивные фильтрах также часто имеются операционные усилители, применяемые для развязки. В зависимости от количества конденсаторов и катушек индуктивности, влияющих на крутизну частотной характеристики фильтра, они обычно называются «фильтрами первого порядка», «второго порядка» и так далее. Фильтр, состоящий только из одного резистора и одного конденсатора, называется фильтром первого порядка.

Простой пассивный RC-фильтр верхних частот

RC-фильтры верхних частот

Фильтры верхних частот пропускают только высокочастотные составляющие сигналов и ослабляют низкочастотные составляющие. Фильтры верхних частот используются, например, в разделительных фильтрах звуковых частот (кроссоверах) для подавления низкочастотных составляющих в сигналах, подаваемых на высокочастотные динамики («пищалки»), которые не могут воспроизводить такие сигналы и к тому же обладают малой мощностью по сравнению с мощностью низкочастотных сигналов.

Активный фильтр верхних частот с операционным усилителем

Фильтры верхних частот часто используются для блокировки постоянной составляющей сигналов в тех случаях, когда она нежелательна. Например, в профессиональных микрофонах очень часто используется «фантомное» питание постоянным напряжением, которое подается по микрофонному кабелю. В то же время микрофон записывает переменные сигналы, такие как человеческий голос или музыка. Постоянное напряжение не должно появляться на выходе микрофона и не должно поступать на вход микрофонного усилителя, поэтому для его блокировки используется фильтр верхних частот.

Простой полосовой фильтр, собранный из двух каскадов — фильтра нижних частот (C2, R2) и фильтра высоких частот (C1, R1)

Если фильтр нижних частот и фильтр верхних частот стоят друг за другом, они образуют полосовой фильтр, который пропускает частоты только в определенной полосе частот и не пропускает частоты за пределами этой полосы. Такие фильтры широко используются в радиоприемниках и радиопередатчиках. В приемниках полосовые фильтры используются только для селективного пропускания и усиления сигналов радиостанции в требуемой узкой полосе частот. При этом сигналы других радиостанций за пределами этой полосы подавляются. Передатчики могут передавать радиосигналы только в определенном разрешенном для них диапазоне частот. Поэтому в них используются полосовые фильтры для ограничения полосы передаваемого сигнала таким образом, что он вписывался в допустимые пределы.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Делитель потенциала – Онлайн калькулятор

Делитель потенциала – это самый простой способ получения источника с более низкой ЭДС. от источника с более высокой э.д.с.

Выходное напряжение делителя потенциала можно рассчитать как

U out = U in R 2 / (R 1 + R 2 ) (1)

где

U out = выходное напряжение (В)

R = сопротивление (Ом, Ом)

U in = входное напряжение (В)

Пример – Делитель потенциала – Высокое энергопотребление

Выходное напряжение от делителя потенциала с двумя резисторами R 1 = 10 Ом и R 2 = 20 Ом и входное напряжение 12 В можно рассчитать как

U выход = (12 В) (20 Ом) / ((10 Ом) + (20 Ом))

= 8 (В)

Ток через делитель потенциала R 1 и 900 рандов 11 2 (напр.выходной ток) можно рассчитать по закону Ома

I = U / R

= (12 В) / ((10 Ом) + (20 Ом))

= 0,4 А

можно рассчитать потребляемую мощность делителя

P = UI

= (12 В) (0,4 A)

= 4,8 Вт

Пример – Делитель потенциала – меньшее энергопотребление

Выходное напряжение от делителя потенциала с двумя резисторами R 1 = 1000 Ом и R 2 = 2000 Ом и входное напряжение 12 В можно рассчитать как

U out = (12 В) ( 2000 Ом) / ((1000 Ом) + (2000 Ом))

= 8 (В)

Ток через делитель потенциала R 1 и R 2 (пример.выходной ток) можно рассчитать по закону Ома

I = U / R

= (12 В) / ((1000 Ом) + (2000 Ом))

= 0,004 A

можно рассчитать потребляемую мощность делителя

P = UI

= (12 В) (0,004 A)

= 0,048 Вт

Потребляемую мощность в делителе потенциала можно уменьшить за счет увеличения сопротивления .

Делитель потенциала – Калькулятор

Входное напряжение U дюйм (В)

резистор R 1 (Ом)

резистор R 2 (Ом)

Делитель потенциала

Номограмма Номограмму ниже можно использовать для оценки потенциального делителя.

Загрузите и распечатайте номограмму разделителя потенциала!

Значения по умолчанию на приведенной ниже номограмме для U в = 12 В , R 2 = 47 Ом и U вне = 3,3 В . Так как сумма сопротивлений (R 1 + R 2 ) по номограмме составляет примерно 170 Ом – сопротивление R 1 можно рассчитать как

R 1 ≈ ( 170 Ом – 47 Ом)

≈ 123 Ом.

Калькулятор делителя напряжения | Калькулятор закона напряжения Кирхгофа

Что такое делитель напряжения?

Делитель напряжения – это пассивная линейная схема, выходное напряжение которой составляет часть входного напряжения. Делитель напряжения отвечает за распределение входного напряжения в компонентах схемы.

Что такое схема делителя напряжения?

Рассмотрим коробку, которая может содержать один источник или любую другую комбинацию элементов схемы.Он будет подключен к нескольким резисторам, которые выстроены параллельно, и нам нужно рассчитать падение напряжения на каждом из резисторов.

Согласно закону тока Кирхгофа и закону напряжения Кирхгофа (KVL) совокупное падение потенциала (напряжения) на всех последовательных резисторах в сумме будет равняться значению, выходящему из нашего источника (прямоугольник). Потенциал напряжения будет начинаться со значения источника и падать на определенный процент при встрече с каждым из резисторных элементов.

Чтобы вычислить падение напряжения на 1-м резисторе, источник напряжения умножается на значение этого резистора и делится на общее сопротивление.

Результирующее значение представляет собой падение напряжения на первом резисторе. Следовательно, остается значение Vin – V resistor1, которое остается на втором резисторе.

Также узнайте, как использовать калькулятор интегралов с шагом?

Как рассчитать напряжение?

Рассмотрим схему, о которой мы упоминали выше, с использованием двух резисторов R1 и R2.Оба резистора R1 и R2 включены последовательно, поэтому

Закон Ома

По закону Ома получаем V = IR

Поскольку у нас есть два резистора, приведенное выше уравнение принимает вид

V1 = R1i …………… (1)

V2 = R2i …………… (2)

Закон Кирхгофа о напряжении

Теперь применяем закон напряжения Кирхгофа

-V + v1 + v2 = 0

В = V1 + v2

Следовательно, уравнение принимает вид

В (t) = R1i + R2i = (R1 + R2)

Отсюда

i (t) = v / R1 + R2 …………….(3)

Подставляя 3 в 1 и 2 уравнения, получаем

V1 = R1 (v / R1 + R2)

В (R1 / R1 + R2)

V2 = R2 (v / R1 + R2)

В (R2 / R1 + R2)

Это уравнение показывает напряжение, разделенное между двумя резисторами, которое прямо пропорционально их сопротивлению. Мы можем использовать это правило делителя напряжения для расширения схем, предназначенных также для использования нескольких резисторов.

Уравнение делителя напряжения

Мы уже приводим уравнение правила делителя напряжения, которое использует три входных значения в любой цепи, входное напряжение и два значения резистора.Используя сопутствующее условие, мы можем определить напряжение текучести

Выход = Вин x R2 / R1 + R2

Из вышеуказанного условия мы заключаем, что напряжение текучести обоснованно относительно информационного напряжения и соотношения двух резисторов R1 и R2.

Узнайте больше о расчетах частоты и длины волны с помощью калькулятора частоты и калькулятора длины волны в Интернете.

Как найти Vout или выходное напряжение?

Пример 1. Предположим, что в цепи есть два резистора R1 и R2 со значениями 1 кОм и 3 кОм соответственно.Vin или входное напряжение схемы составляет 12 В.

Согласно уравнению делителя напряжения,

Выход = Вин R2 / R1 + R2

Подставив значения входного напряжения и R1 и R2 в это уравнение, мы получим

Vout = 12 В. 3 кОм / 1 кОм + 3 кОм

Vout = 12 В. 3 кОм / 4 кОм

Vout = 12 В 3/4 = 9 В

Итак, выходное напряжение 9В.

Мы можем проверить выходное напряжение и подключить резисторы, чтобы снизить выходное напряжение.

Что такое калькулятор делителя напряжения?

Будучи людьми, мы можем совершать ошибки, чтобы привести к нежелательным результатам.Для решения этой проблемы Calculatored предлагает лучшее решение для расчета напряжения. Калькулятор делителя напряжения может найти правильное выходное напряжение для сложных схем.

Наш калькулятор делителя напряжения – это бесплатный и самый простой в использовании инструмент. Он использует чистое уравнение или формулу делителя напряжения для эффективного решения ваших числовых задач.

Как пользоваться калькулятором делителя напряжения?

Калькулятор делителя напряжения

очень прост и удобен в использовании. Шаги использования вычислителя делителя напряжения

.

Шаг № 1: Введите источник напряжения (для входного напряжения)

Шаг 2: введите сопротивление 1 (R1 в Ом)

Шаг 3: введите сопротивление 2 (R2 в Ом)

Шаг №4: Нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ».

Как только вы нажмете кнопку «Рассчитать», вы получите выходное напряжение в течение нескольких секунд, что делает наш калькулятор делителя напряжения самым простым в использовании.

Мы надеемся, что наш инструмент и теория вам понравились. Вы также можете бесплатно воспользоваться калькулятором силы на нашем портале.

Калькулятор делителя напряжения

Калькулятор делителя напряжения

Он используется для расчета падений напряжения на отдельной резисторной нагрузке, когда она подключается последовательно. Он имеет четыре текстовых поля, в которых требуется ввести общее напряжение, сопротивление первой, второй и третьей нагрузки.Необходимы первый и второй заряды, а сопротивление третьей нагрузки обычно необязательно. После того, как все эти значения будут заполнены в соответствующих полях, вы можете нажать кнопку «Рассчитать», чтобы узнать падения напряжения нагрузок в последовательности.

Существует два типа правил делителя напряжения, которые включают цепь постоянного тока (DC) и цепь переменного тока (AC).

Правило делителя напряжения цепи постоянного тока
Vi = VT Ri________
R1 + R2 + R3 +…

Где;
• Vi – падение напряжения в вольтах, а VT – падение напряжения или эквивалент источника напряжения в вольтах
• Ri – сопротивление резистора в омах (Ом)
• R1 – сопротивление резистора R1 в омах (Ом)
• R2 – сопротивление резистора R2 в Ом (Ом)
• R3 – сопротивление резистора R3 в Ом (Ом)

Например;
Источник напряжения ТН – 20 В.Он подключен к резисторам R1 и R2 последовательно с номиналами 40 (Ом) и 50 (Ом) соответственно. Какое падение напряжения на резисторе R2?
Solutions;
V2 = VT x R2 / (R1 + R2)

= 20 В x 50 Ом / (40 Ом + 50 Ом) = 11,11 Вольт (В)

Правило делителя напряжения цепи переменного тока
В цепи переменного тока, имеющей последовательно включенные нагрузки и источник напряжения, формула нагрузки и падения напряжения будет иметь следующий вид:

Vi = VT Zi____
Z1 + Z2 + Z3…

Где;
• Vi – падение напряжения в вольтах (В) и нагрузки Zi
• VT – падение напряжения в вольтах или эквивалентного источника напряжения
• Zi – полное сопротивление нагрузки Zi в омах (Ом)
• Z1 – полное сопротивление нагрузка Z1 в омах (Ом)
• Z2 – полное сопротивление нагрузки Z2 в омах (Ом)
• Z3 – полное сопротивление нагрузки Z3 в омах (Ом)

Что такое правило делителя напряжения? | Расчет делителя напряжения

Правило делителя напряжения – это простейшая и самая важная электронная схема в любой электронной схеме.Эта схема используется для преобразования больших напряжений в малые. В этой схеме мы можем измерить выходное напряжение, используя только одно входное напряжение и два последовательных резистора. Таким образом, выходное напряжение составляет часть входного напряжения. Лучшим примером делителя напряжения является то, что два резистора соединены последовательно.

Когда входное напряжение приложено к паре резисторов, выходное напряжение появится в соединении между ними. Этот делитель обычно используется для уменьшения интенсивности напряжения или создания опорного напряжения и используется в качестве аттенюатора сигнала на низких частотах.Делители напряжения могут подходить для низких частот постоянного тока и пропорций. Лишь бы из резисторов. Где важна частотная обратная связь в широком диапазоне.

В сегодняшней статье мы увидим, что такое правило делителя напряжения. Сегодня мы поговорим о расчете делителя Waltage и его применении.

Также читайте: Что такое электрический резистор? | Типы резисторов | Цветовой код резисторов Расчет

Что такое правило делителя напряжения?

Определение: Делитель напряжения – это базовая схема в области электроники.Которая используется для выработки части входного напряжения в качестве выходного. В конструкции такой схемы используются два резистора. В противном случае источник напряжения с любыми пассивными компонентами.

Резисторы в цепи включены последовательно, в то время как источник напряжения подключен к этому резистору. Эта схема также известна как делитель потенциала. Входное напряжение может передаваться между двумя резисторами в цепи, так что напряжение разделяется.

Когда использовать правило делителя напряжения?

Закон делителя напряжения используется для решения схемы для упрощения решения.Даже простые схемы могут быть полностью решены с помощью этого правила. Основная идея этого закона состоит в том, что напряжение делится между последовательно включенными резисторами прямо пропорционально их сопротивлению. Двумя важными частями делителя Вальтге являются схема и уравнение.

Схема другого делителя напряжения:

Источник напряжения вставлен в серию из двух резисторов в делителе напряжения. Вы можете увидеть различные цепи напряжения по-разному, как показано ниже.Но в этих схемах разные схемы всегда должны быть одинаковыми.

Вход резистора R 1 в различных схемах делителя напряжения, показанных выше, близок к напряжению Vin. А резистор R 2 находится близко к клемме заземления. Падение напряжения на резисторе R2 называется ваттом, который представляет собой разделенное напряжение цепи.

Расчет делителя напряжения:

Предположим, что одна из следующих цепей соединена друг с другом с помощью двух резисторов R1 и R2.Где переменный резистор включен между источником напряжения. В схеме, показанной ниже, R1 – это сопротивление между регулируемым скользящим контактом и отрицательной клеммой. R2 – это сопротивление между положительной клеммой и скользящим контактом. Это означает, что R1 и R2 – два резистора, включенных последовательно.

По закону Ома V = IR.

Из приведенного выше уравнения можно получить следующее уравнение.

V1 (t) = R1i (t) …………… (I)
V2 (t) = R2i (t) …………… (II)

В соответствии с правилом Кирхгофа для напряжения

КВЛ утверждает, что когда алгебраическая сумма напряжений вокруг замкнутого пути в цепи равна нулю.

V (t) + v1 (t) + v2 (t) = 0
V (t) = V1 (t) + v2 (t)

Следовательно,

В (t) = R1i (t) + R2i (t) = i (t) (R1 + R2)

Отсюда

i (t) = v (t) / R1 + R2 ……………. (III)

Подстановка III в уравнения I и II

V1 (t) = R1 (v (t) / R1 + R2)
V (t) (R1 / R1 + R2)
V2 (t) = R2 (v (t) / R1 + R2 )
В (т) (R2 / R1 + R2)

Схема выше показывает делитель напряжения между двумя резисторами, который прямо пропорционален их сопротивлению.Этот делитель напряжения может быть расширен до цепи правила. Которая разработана с более чем двумя резисторами.

Правило деления напряжения для двух вышеуказанных цепей резисторов.

V1 (t) = V (t) R1 / R1 + R2 + R3 + R4
V2 (t) = V (t) R2 / R1 + R2 + R3 + R4
V3 (t) = V (t) R3 / R1 + R2 + R3 + R4
V4 (t) = V (t) R4 / R1 + R2 + R3 + R4

Также читайте: Что такое обмотка двигателя | Типы обмоток двигателя | Расчет обмотки двигателя

Уравнение делителя напряжения:

Когда вы знаете три значения схемы выше, делитель напряжения, который принимает уравнение, представляет собой входное напряжение и два значения резистора.Используя приведенное ниже уравнение, мы можем найти выходное напряжение.

Приведенное выше уравнение показывает, что отношение Vout (напряжение O / P) прямо пропорционально Vin (входное напряжение) и двум резисторам R1 и R2.

Резистивный делитель напряжения:

Эту схему очень легко спроектировать и понять. Пассивное напряжение – это основной тип схемы делителя, который может быть выполнен с помощью двух последовательно соединенных резисторов. Эта схема использует закон делителя напряжения для измерения падения напряжения на каждом последовательном резисторе.Схема резистивного делителя напряжения показана ниже.

В схеме резистивного делителя и R1, и R2 подключены последовательно через резистор A. Таким образом, ток в этом резисторе будет одинаковым, поэтому он обеспечивает падение напряжения (I * R) на каждом резисторе.

На эту цепь подается напряжение от источника напряжения. В этой схеме мы можем измерить падение напряжения на резисторе, применив закон KVL и Ом. Следовательно, может быть задан как протекание тока в цепи.

Применяя КВЛ

По закону Ома

VR1 = I x R1
VR2 = I x R2
VS = I x R1 + I x R2 = I (R1 + R2)
I = VS / R1 + R2

Ток, протекающий по последовательной цепи, равен I = V / R согласно закону Ома. Поэтому ток на обоих сопротивлениях одинаков. Итак, теперь можно рассчитать падение напряжения на резисторе R2 в цепи.

IR2 = VR2 / R2
Vs / (R1 + R2)
VR2 = Vs (R2 / R1 + R2)

Точно так же падение напряжения на резисторе R1 можно рассчитать как

IR1 = VR1 / R1
Vs / (R1 + R2)
VR1 = Vs (R1 / R1 + R2)

Также читайте: Что такое омметр? | Принцип работы омметра | Виды омметра | Применение омметра

Емкостные делители напряжения:

Конденсатор в этой цепи делителя напряжения вызывает падение напряжения.Которые последовательно подключены к источнику переменного тока. Обычно это используется для снижения чрезвычайно высокого напряжения, чтобы обеспечить сигнал низкого выходного напряжения. В настоящее время этот разделитель применим в планшетах с сенсорным экраном, мобильных телефонах и устройствах отображения.

В отличие от резистивной цепи напряжения, этот делитель напряжения работает от источника переменного тока синусоидальной формы, так как сечение напряжения между конденсаторами можно рассчитать с помощью реакций конденсаторов. Это зависит от частоты сети переменного тока.

Емкостное реактивное сопротивление может быть получено по формуле

Где:

Xc = емкостное реактивное сопротивление (Ом)

π = 3,142 (числовая константа)

ƒ = частота, измеренная в герцах (Гц)

C = емкость, измеренная в фарадах (F)

Отклик каждого конденсатора можно измерить по напряжению, а также по частоте источника переменного тока. И вы можете изменить это в приведенном выше уравнении, чтобы получить одинаковое падение напряжения на каждом конденсаторе.

Используя конденсатор, подключенный последовательно, и после подключения к источнику напряжения, мы можем определить среднеквадратичное падение напряжения на каждом конденсаторе для каждого отклика.

Xc1 = 1 / 2πfc1 и Xc2 = 1 / 2πfc2
XCT = XC1 + XC2
VC1 = Vs (XC1 / XCT)
VC2 = Vs (XC2 / XCT)

Емкостные делители не допускают ввода постоянного тока.

Простое емкостное уравнение для входа переменного тока:

Индуктивные делители напряжения:

Это создаст падение напряжения вокруг катушки в делителе напряжения.Или индуктор подключается последовательно к источнику переменного тока. Он состоит из катушки или одной обмотки, на которую поступает выходное напряжение от любой из частей. Там он разделен на две части.

Лучшим примером этого делителя напряжения является автотрансформатор с некоторыми точками отвода от вторичной обмотки. Делитель напряжения передатчика между двумя индукторами можно измерить по реакции индуктора, обозначенной XL.

Формула индуктивного реактивного сопротивления может быть получена как

где:

«XL» – индуктивное реактивное сопротивление, измеряемое в Ом (Ом)

π = 3.142 (числовая константа)

‘’ – частота, измеренная в герцах (Гц)

‘L’ – индуктивность, измеряемая в Генри (Гн)

Когда мы получаем информацию о частоте и напряжении источника переменного тока, отклик двух катушек индуктивности можно рассчитать, как показано ниже, чтобы получить падение напряжения в каждой катушке индуктивности, чтобы использовать его в соответствии с правилом делителя напряжения.

Используя две последовательно включенные в цепь катушки индуктивности, мы можем измерить среднеквадратичное падение напряжения на каждом конденсаторе в каждой реактивной точке после подключения к источнику напряжения.

X L1 = 2πfL1 и X L2 = 2πfL2
X LT = X L1 + X L2
V L1 = Vs (X L1 / X LT )
V L2 = Vs (X L2 / X LT )

Вход переменного тока может быть разделен индуктивными делителями в зависимости от индуктивности:

Это уравнение предназначено для катушек индуктивности, которые не являются интерактивными и будут изменять результаты обратной индукции в автотрансформаторе.Вход постоянного тока может быть разделен на основе сопротивления элементов согласно закону резистивного делителя.

Также читайте: Что такое датчик напряжения? | Типы датчиков напряжения | Применение датчиков напряжения

Точки отвода напряжения в сети делителя:

Когда количество резисторов в цепи подключается последовательно к источнику напряжения, то различные точки отвода напряжения могут рассматриваться как A, B, C, D и E.

Общее сопротивление в цепи можно рассчитать, сложив все значения сопротивления, например, 8 + 6 + 3 + 2 = 19 кОм.Это значение сопротивления ограничит прохождение тока в токовой цепи, которая производит источник напряжения (VS).

Для расчета падения напряжения на резисторе используются различные уравнения. То есть VR1 = VAB,

VR2 = VBC, VR3 = VCD и VR4 = VDE

Уровень напряжения в каждой точке ответвления рассчитывается относительно клеммы GND (0 В). Вот почему уровень напряжения в точке «D» будет эквивалентен VDE, а уровень напряжения в точке C будет эквивалентен VCD + VDE.Здесь уровень напряжения в точке C – это отношение двух падений напряжения к двум резисторам R3 и R4.

Итак, выбрав набор значений соответствующего резистора, мы можем создать серию падений напряжения. В этом падении напряжения будет соответствующее значение напряжения, которое получается только из напряжения. В приведенном выше примере каждое выходное значение является положительным, поскольку отрицательная клемма (VS) источника напряжения подключена к клемме заземления.

Применения делителя напряжения:

Ниже приведены некоторые применения делителя напряжения:

  • Этот делитель напряжения используется только тогда, когда в цепи остается определенное напряжение и оно регулируется.Он особенно используется в системах, где не нужно серьезно относиться к энергоэффективности.
  • Делители напряжения используются для регулировки уровня сигнала в усилителе для измерения напряжения и смещения активных устройств. Мультиметр и мост Уайтстоуна включают в себя делители напряжения.
  • Этот делитель используется для измерения датчиков, напряжения, логического сдвига и регулировки уровня сигнала.
  • Используется в случае крайне низкой частоты и постоянного тока
  • В общем, правило резисторного делителя в основном используется для генерации опорного напряжения или уменьшения интенсивности напряжения, что упрощает измерение.Кроме того; Они действуют как аттенюаторы сигнала на низких частотах
  • Емкостные делители напряжения используются при передаче энергии для компенсации емкости нагрузки и измерений высокого напряжения.
Часто задаваемые вопросы (FAQ):

1. Какова формула правила деления напряжения?

V (t) (R1 / R1 + R2) V2 (t) = R2 (v (t) / R1 + R2) V (t) (R2 / R1 + R2) Схема выше показывает делитель напряжения между двумя резисторами что прямо пропорционально их сопротивлению.Этот делитель напряжения может быть расширен до цепи правила. Которая разработана с более чем двумя резисторами.

2. Что такое правило деления напряжения и тока?

Параллельная цепь действует как делитель тока, поскольку ток в параллельной цепи делится на все ветви. И напряжение остается прежним, поскольку все правила деления тока определяют ток в импедансе цепи.

3. Какова формула падения напряжения?

Падение напряжения на проводниках цепи можно определить умножением силы тока цепи на общее сопротивление проводников цепи: VD = I x R.

4. Как рассчитать напряжение?

Закон и мощность Ом

  1. Чтобы найти напряжение , (В) [V = I x R] V ( вольт, ) = I (амперы) x R (Ом)
  2. Чтобы найти ток, (I) [I = V ÷ R] I (амперы) = V ( вольт, ) ÷ R (Ом)
  3. Чтобы найти сопротивление, (R) [R = V ÷ I] R (Ω) = V ( вольт, ) ÷ I (амперы)
  4. Чтобы найти мощность (P) [P = V x I] P (Вт) = V ( вольт, ) x I (амперы)

Понравился пост? Не могли бы вы поделиться им со своими друзьями?

Рекомендуемое чтение –

Делители напряжения

Делители напряжения – это устройства, позволяющие получить более одного напряжения от одной мощности источник.Делитель напряжения обычно состоит из резистора, или резисторы, соединенные последовательно, с фиксированными или подвижными контакты и два фиксированных клеммных контакта. По мере протекания тока через резистор могут возникать различные напряжения. получается между контактами.

Для делителей напряжения используются цепи серии

. Напряжение правило делителя позволяет технику вычислить напряжение на одном или нескольких последовательных резисторах без необходимости сначала рассчитывать ток в цепи.Поскольку ток течет через каждый резистор, падение напряжения пропорционально омическим значениям составляющих резисторов.

Типичный делитель напряжения показан на Рисунке 10-83.

Чтобы понять, как работает делитель напряжения, изучите Рис. 10-84 внимательно и соблюдайте следующее:

Каждая нагрузка потребляет определенную величину тока: I1, I2, I3. В дополнение к токам нагрузки, некоторый ток утечки (IB) потоки.Ток (IT) берется из источника питания. источник и равен сумме всех токов.

Напряжение в каждой точке измеряется относительно общая точка. Обратите внимание, что общая точка – это точка, в которой общий ток (IT) делится на отдельные токи (I1, I2, I3).

Каждая часть делителя напряжения имеет разный ток течет в нем. Текущее распределение выглядит следующим образом:

Через ток утечки R1 (IB)
Через R2 IB плюс I1
Через R3 IB PIUS I1, плюс I2

Напряжение на каждом резисторе напряжения разделитель:

90 вольт на R1
60 вольт на R2
50 вольт через R3

Схема делителя напряжения, рассмотренная до этого момента имел одну сторону источника питания (батареи) на земле потенциал.На рисунке 10-85 общая контрольная точка (символ земли) перемещен в другую точку на делителе напряжения.

Падение напряжения на R1 равно 20 вольт; однако, поскольку кран A подключен к точке в цепи, имеющей тот же потенциал, что и отрицательный стороне батареи напряжение между отводом A и точка отсчета – минус (-) 20 вольт. С резисторы R2 и R3 подключены к плюсу батареи, напряжения между контрольной точкой и нажмите B или C положительны.

Следующие правила обеспечивают простой метод определения отрицательные и положительные напряжения: (1) Если ток входит в сопротивление, исходящее от опорного точка, падение напряжения на этом сопротивлении положительное. относительно ориентира; (2) если ток течет сопротивления по направлению к точке отсчета, напряжение падение этого сопротивления отрицательно по отношению к ориентир. Это расположение ссылки точка, которая определяет, является ли напряжение отрицательным или положительный.

Отслеживание текущего потока позволяет определить полярность напряжения. На рисунке 10-86 показано то же самое. цепь с полярностями падений напряжения и указывается направление тока.

Ток течет с минусовой стороны АКБ к R1. Ответвитель A имеет тот же потенциал, что и отрицательный вывод. батареи, так как небольшое падение напряжения вызвало сопротивлением проводника не учитывается; однако требуется 20 вольт напряжения источника. чтобы протолкнуть ток через R1 и это падение на 20 вольт имеет указанную полярность.Другими словами, есть в цепи осталось только 80 вольт электрического давления. заземленная сторона R1.

Когда ток достигает ответвления B, появляется еще 30 вольт. использовался для перемещения электронов через R2, а в аналогичным образом остальные 50 вольт используются для R3. Но напряжения на R2 и R3 – положительные, поскольку они имеют потенциал выше земли.

На рис. 10-87 показан ранее использованный делитель напряжения.Падения напряжения на сопротивлениях равны такой же; однако опорная точка (земля) имеет был изменен. Напряжение между землей и ответвлением А теперь отрицательное значение 100 вольт или приложенное напряжение.

Напряжение между массой и ответвлением B отрицательное. 80 вольт, а напряжение между землей и отводом C равно отрицательный 50 вольт.

Калькулятор делителя напряжения

– Virada

Это выходное напряжение, которое представляет собой напряжение, падающее на резистор R2, рассчитывается по формуле VOUT VIN R2 R1 R1.С помощью вольтметра или аналогичного устройства измерьте напряжение, поступающее на делитель.


Цепь делителя напряжения между 2 резисторами Делитель напряжения Резисторы Индукторы

Где переменный резистор подключен между источником напряжения.

Вычислитель делителя напряжения . Наша система управления качеством была успешно зарегистрирована UL в соответствии с ISO 015. 2 Этот калькулятор с любыми тремя или четырьмя из пяти возможных значений даст результаты для оставшегося.Калькулятор делителя напряжения Используется для расчета падений напряжения на отдельной нагрузке резистора, когда она подключена последовательно.

В противном случае воспользуйтесь нашим удобным калькулятором делителя напряжения, который быстро генерирует результаты вместе с подробными объяснениями. Выберите Resistor Scale Ohms. Калькулятор делителя напряжения Калькулятор Java, представленный ниже, можно использовать для решения неизвестных, связанных с делителем напряжения справа.

Онлайн-калькулятор делителя напряжения BYJUS ускоряет вычисления и отображает выходное напряжение за доли секунды.Например для определения резисторов, необходимых для выдачи 5 вольт на. Выход на Vout представляет собой напряжение на резисторе R2.

Обратите внимание на то, что выходное напряжение в реальных схемах может отличаться из-за допуска резистора и сопротивления нагрузки, где находится выходное напряжение. Anzeige имеет более чем 30-летний опыт проектирования и производства широкополосных пассивных радиочастотных компонентов. Как пользоваться калькулятором делителя напряжения.

R2 – сопротивление между плюсовой клеммой и скользящим контактом.Калькулятор делителя напряжения – это бесплатный онлайн-инструмент, который делит наибольшее напряжение на наименьшее в электрической цепи. Читайте дальше, чтобы получить уравнения емкостного и индуктивного делителя напряжения, а также приложения делителя напряжения, указанные ниже.

Этот калькулятор помогает определить выходное напряжение схемы делителя с учетом входного напряжения или напряжения источника и значений резистора. Vout Vin x R2 R1 R2. Воспользуйтесь калькулятором Javascript ниже.

Перед выбором номинала резисторов необходимо рассчитать напряжение и ток на выходе цепи резисторов. Калькулятор и приложение Ренцо Мишьянти Опубликовано 15 июня 2019 г. Обновлено 12 марта 2021 г. В электронике делитель напряжения, также известный как делитель потенциала, представляет собой пассивную линейную схему, которая вырабатывает выходное напряжение Vout, составляющее часть входного напряжения Vin. Изучите простые шаги, чтобы найти выходное напряжение в делителе напряжения и его формулу.

Проблема с вычислителем делителя напряжения. См. Схему делителя напряжения, представленную здесь, и рассчитайте выходное напряжение с помощью калькулятора делителя напряжения в соответствии со следующей формулой делителя напряжения. Значение ZL является необязательным, если не предоставлено.

Схема делителя напряжения – это базовая схема, в которой используется пара резисторов для преобразования более высокого напряжения в более низкое. Это вычисление напряжения на делителе напряжения, поэтому должно быть два разных сопротивления.Чтобы схема работала исправно.

С двумя резисторами R1 и R2 вы можете определить падение напряжения с помощью нашего онлайн-калькулятора делителя напряжения. Предположим, что одна из следующих цепей соединена между собой с помощью двух резисторов R1 и R2. Вот простой, но полезный совет для расчета напряжения и тока цепей резисторов.

Затем измерьте напряжение, поступающее на делитель напряжения. Делители напряжения и тока являются обычным явлением в электронных схемах.В схеме, показанной ниже, R1 – это сопротивление между регулируемым скользящим контактом и отрицательной клеммой.

Калькулятор делителя напряжения Вы можете использовать этот калькулятор делителя напряжения для определения любой из четырех переменных, связанных с простым двухрезисторным делителем напряжения, когда доступны значения трех других переменных. Расчет делителя напряжения. Как выбрать лучший набор резисторов для делителя напряжения.

Калькулятор делителя напряжения Используйте этот инструмент для расчета выходного напряжения цепи резисторного делителя для заданного набора номиналов резисторов и напряжения источника.Он имеет четыре текстовых поля, в которых требуется ввести общее напряжение и сопротивление первой, второй и третьей нагрузки. Вычислитель делителя напряжения рассчитывает выходное напряжение сети делителя напряжения на основе номинала резистора R1, резистора R2 и входного напряжения VIN.

Калькулятор делителя напряжения № Рассчитайте выходное напряжение. Введите желаемое выходное напряжение.


Калькулятор делителя напряжения В 2021 году делитель напряжения Физический делитель


Bjt-транзистор Калькулятор напряжения смещения рассчитывает для последовательных резисторов и делителей напряжения транзисторов делителя напряжения Diy Electronics


Pin On Voltage Divider Calculator Simple Easy Delphi Pt2

17
Lider Voltage Формула напряжения Lm317 Рассчитать Выходное напряжение Ml317 Инженерные проекты осведомленности о кибербезопасности Iot


Калькулятор делителя напряжения Хорошие калькуляторы Делитель напряжения Основы электроники Делитель


Калькулятор делителя напряжения Делитель напряжения Схема электроники Ldr


Схема буфера делителя напряжения, работающая Электронная схема повторителя напряжения, которая работает Схема делителя напряжения Схема


Расчет делителя напряжения Электротехника Электроника Инструменты Делитель напряжения Электроника Инструменты Электротехника


Делитель напряжения – это цепь t Используется для создания напряжения, меньшего или равного входному напряжению Делитель напряжения Электронные инструменты Делитель



Делитель напряжения Электротехника Электротехника Делитель напряжения Электротехника


Калькулятор делителя напряжения Схема цепи делителя напряжения Электронная схема


Напряжение Калькулятор делителя Электротехника Электроника Инструменты Делитель напряжения Электронные инструменты Электротехника


Пример схемы правила делителя напряжения Правила делителя напряжения


Калькулятор делителя напряжения Электротехника Электронные инструменты Делитель напряжения Электронные инструменты Электротехника


Калькулятор делителя напряжения Инструмент делителя напряжения Конструкция


Калькулятор делителя напряжения Делитель напряжения Учет Юмор Учет Студент


Калькулятор преобразования делителя напряжения Digikey Voltage Divider Conve Калькулятор rsion Calculator


Калькулятор делителя напряжения Калькулятор резистора делителя напряжения


Эффект делителя напряжения для улучшения вариабельности и долговечности Мемристор TaOx

Abstract

Влияние последовательного резистора (R S ) на изменчивость и долговечность Работоспособность мемристора исследовалась на мемристивной системе TaO x .А динамический делитель напряжения между R S и мемристором во время установки и циклы переключения сброса могут подавить внутреннюю неравномерность напряжения падает на мемристор, что приводит к значительному снижению изменчивости переключения. К выбор правильного значения сопротивления R S для циклов установки и сброса соответственно, мы наблюдали резкое повышение выносливости TaO x мемристор. Таким образом, такой эффект делителя напряжения может быть критичным для мемристора. приложения, требующие низкой изменчивости, высокой выносливости и высокой скорости.

Мемристор – перспективный электрический компонент в электронике будущего из-за его энергонезависимости. и обратимое поведение изменения проводимости 1 . Запоминающие устройства, которые использовать мемристор, интенсивно изучались в течение последнего десятилетия на предмет их потенциальные приложения, такие как цифровая память 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , аналоговый вычислительные 7 , 8 , 9 и нейроморфные устройства 10 , 11 , 12 .Несмотря на множество многообещающих свойств, все еще существует ряд проблем, связанных с запоминающие устройства для этих приложений. Одна из основных проблем – устройство выносливость и изменчивость 8 . Было показано, что термодинамические свойства мемристивных материалов могут существенно повлиять на долговечность и изменчивость. Некоторые материалы, такие как TaO x 5 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , показали меньшую изменчивость от переключение цикла на цикл и, следовательно, большую выносливость, чем другие материалы, такие как TiO x 13 , 20 , 21 .Эта разница в производительности возникает из-за различия термодинамических свойств этих двух мемристивных материалов. В чтобы иметь стабильную систему коммутации, т.е. малую изменчивость, канал проводимости (например, Ti 4 O 7 в TiO 2 22 или TaO x в Ta 2 O 5 17 ) должен быть термически устойчивым с материалы матрицы (например, TiO 2 или Ta ​​ 2 O 5 ). Это верно в система Ta-O, где есть только две термодинамически стабильные твердые фазы, но не в системе Ti-O, где присутствует большое количество субоксидов 13 .Электрод материалы также влияют на изменчивость. Чен и др. . наблюдаемый повышенная износостойкость и вариативность за счет замены электрода из TiN на электрод из рудия в мемристорах TaO x 19 , что можно объяснить образованием TiO x на поверхности TiN-электрода.

В дополнение к вышеупомянутым подходам, которые сосредоточены на составе и структуре материала, в этом исследовании мы показываем, что проблема изменчивости также может быть решена с помощью внешних управление на схемном уровне.Основная идея – иметь достаточное напряжение (> пороговое напряжение) для запуска переключения, но для минимизации любого избыточного напряжения прикладывается к мемристивному устройству во время переключения. Учитывая длинный хвост в логнормальное распределение событий переключения 23 , запоминающие устройства обычно перегружается большими коммутируемыми напряжениями, чтобы свести к минимуму количество неудачных переключение событий. В последнее время так называемое “самоограниченное переключение” поведение ‘было обнаружено в устройстве TaO x со встроенным последовательный резистор (R S ), который прерывает режим переключения автоматически для включения более единообразной установки и сброса переключения 24 .Этот поведение основано на эффекте делителя напряжения, вызванном компонентом R S . Считая роль R S в самоограниченном переключении избыточной поглотитель напряжения, наличие R S может повлиять на изменчивость и выносливость производительность мемристора, который выясняется в этом исследовании. Мы использовали дискретные внешние резисторы электрически подключены к мемристорам, потому что это позволило нам: 1) изучить поведение одного и того же мемристора с / без R S и с R S разных значений, и 2) используйте два разных последовательных резистора для установки и сбросить переключение.

Мемристор TaO x по своей природе обладает высокой выносливостью даже без компонент R S , когда переключение точно контролируется, чтобы минимизировать перенапряжение переключения. Этого можно добиться, используя своего рода «инкрементную» метод пошагового импульсного программирования (ISPP), который возник во флэш-памяти NAND памяти и был принят в запоминающем приложении мемристора 25 . показывает последовательности импульсов, использованные в этом тесте. В каждом процесс записи, т. е. установочное переключение, которое переключает мемристор с высокого состояние сопротивления (HRS) в состояние низкого сопротивления (LRS), напряжение записи было увеличиваться постепенно, пока значение сопротивления не достигнет целевого значения сопротивления.в процесс стирания, то есть переключение сброса, которое изменяет мемристор с LRS на HRS был выполнен аналогичный процесс, но с использованием импульса отрицательного напряжения. Цель Значения сопротивления для LRS и HRS были установлены на 2 кОм и 10 кОм соответственно. Для в этом тесте V 0 и V 1 были установлены на 1 В и −1 В соответственно, которые были достаточно низкими и не вызвать какое-либо переключение, и ΔV составляло 0,1 В. можно увидеть четкое окно сопротивления.В этом методе попытки программирования повторяется до тех пор, пока переключение не будет успешным, чтобы не было ошибок во время цикла. Хотя этот метод программирования может гарантировать 100% успешное программирование, он требует гораздо более длительное время программирования и нежелательно для любых приложений, требующих высоких скорость работы. Во время этого цикла было установлено последнее напряжение программирования каждого цикла. собраны, а частотное распределение показано в. Оба установленные напряжения (V SET ) и напряжения сброса (V RES ) отображаются нормально распределений, что разумно, учитывая случайный характер сопротивления переключение.Здесь эти коммутируемые напряжения могут быть считается минимальным коммутируемым напряжением для получения целевых значений сопротивления. В других словами, для каждого события программирования с одним импульсом напряжения коммутационные напряжения в абсолютное значение должно быть больше, чем максимум распределения коммутируемого напряжения чтобы гарантировать ~ 100% успешную ставку, например НАБОР V должно быть не менее ~ 4,5 В по распределению V НАБОР дюйм. Однако на этом так называемом расслабленном состояние коммутируемого напряжения, чрезмерное напряжение приводит к значительному ухудшению велосипедная вариативность и выносливость.

Результаты импульсного переключения мемристора TaO x с процессом проверки.

( a ) Схема используемого метода пошагового импульсного программирования в этом тесте ( b ) Результат цикла для 10k циклов с 2k и 10k Ом целевого заданного и сбросного сопротивлений соответственно. ( c ) распределения коммутационных напряжений во время этого цикла.

Эксплуатационные характеристики коммутационной стойкости были исследованы с использованием одного фиксированного переключения. напряжение (чтобы избежать последовательности проверки программирования-чтения-программирования) для высокой скорости операция.Для этого теста мы разработали специальную печатную плату, которая может управлять значение R S во время цикла импульсов, чтобы исследовать влияние Р S . показывает принципиальную схему конфигурация, в которой внешний R S был подключен последовательно с мемристор. Значение R S может быть установлено на 0, 500, 1 кОм и 2 кОм во время устанавливать и сбрасывать импульсы независимо. Следовательно, активировав определенное значение R S во время импульса программирования и деактивация его во время чтения импульса, можно контролировать точное значение сопротивления мемристора, что позволяет статистический анализ сопротивления мемристора относительно R S .показывает последовательность импульсов напряжения и R S во время езды на велосипеде как функция времени. Все длительности импульса и интервалы 2 мкс. Здесь R S, SET и R S, RES относятся к значениям R S во время установки и сброса длительность импульса, соответственно, регулируемая от 0 до 2кОм. Первый, Эксплуатационные характеристики были исследованы без R S, SET . Здесь напряжение условия -3,5 В для установки и 4,0 В для сброса были использованы, которые были получены из.Если напряжение амплитуда была ниже этих значений, была бы статистическая вероятность неудачное переключение во время цикла, которого удалось избежать в этом эксперименте. В этом в расслабленном состоянии устройство было достаточно стабильным до ~ 250 циклов с точки зрения читаемого сопротивления. Однако после ~ 250 циклов LRS устройство стало более проводящим, и затем устройство, наконец, перешло в неустранимую LRS после ~ 300 циклов, что известно как «застревание» отказ. На вставке увеличен момент отказа LRS при включении.Это из-за высокое установочное напряжение переключения, которое вызывает необратимое повреждение устройства. Даже хотя до сбоя переключение было успешным на 100%, эта проблема с зависанием набора происходит быстро после определенного количества циклов при ослабленном коммутационном напряжении состояние. В этом тесте R S, RES был установлен на 0 Ом. В R S, RES мало влияет на долговечность без R S, SET потому что отказ набора обычно происходит из-за переключения набора.

Результаты переключения импульсов без проверки.

( a ) Схема измерительной установки. ( b ) Пульс последовательность напряжения и сопротивления как функция времени. В R S, SET и R S, RES настраиваются между 0, 500, 1k, и 2к Ом. ( c ) Результат импульсного переключения, когда R S, SET отключен. (R S, НАБОР = 0, R S, RES = 500 Ом). Врезка увеличили тенденцию R LRS в момент выхода из строя.( d ) Увеличенный результат переключения импульсов в момент отказа когда R S, RES отключен. (R S, НАБОР = 500 Ом, R S, RES = 0). На вставке показан все характеристики выносливости. ( e, f ) Начальный R OFF и последующие R ON ( e ) и начальные R ON и следующие отношения R OFF ( f ) минимальным набором и сбросить условия переключения соответственно. Цветовые шкалы представляют коммутируемые напряжения при переходе через сопротивление.( г ) Поток На диаграмме показан процесс отказа при застревании.

Когда присутствовали R S, SET , долговечность была значительно увеличена. Однако наблюдался и другой тип отказа. показывает типичный результат выносливости с ненулевым R S, SET и нулевым R S, RES . В этом случае выносливость была намного выше, чем результат, потому что R S, SET могут значительно подавить переключение набора напряжение из-за эффекта делителя напряжения, которое будет подробно обсуждено позже.Однако во время езды на велосипеде имелась статистическая вероятность неумеренного сброса. переключение, которое привело к состоянию очень высокого сопротивления. Это состояние с более высоким сопротивлением фактически не вызывает отказ напрямую, как это происходит при переключении набора. Однако состояние более высокого сопротивления может привести к более резкому переключению набора с увеличенным набором пороговое напряжение, которое сопровождает более высокую коммутируемую мощность и большую нагрузку на устройство. Чтобы проиллюстрировать этот эффект, покажите графики начальных R ВЫКЛ. по сравнению со следующим R ВКЛ. после установленного переключения и начальный R ВКЛ по сравнению со следующим R ВЫКЛ после переключения сброса, соответственно.Цвета на каждом графике показывают пороговое напряжение для установки и сброса. переключение. Для этого теста мы использовали схему импульсов, как показано на рисунке, с целевым сопротивлением 10 кОм для R ON и R OFF , где цель – увидеть широкий диапазон вариаций сопротивления статистически. Результаты ясно показывают, что для более высокого начального R OFF требуется значительно более высокое установленное напряжение и приводит к гораздо более низкому значению R LRS . Аналогичным образом, более низкое начальное значение R LRS требует более высокого напряжения сброса и приводит к намного выше R HRS .Такое поведение положительной обратной связи (выше R HRS приводит к более низкому R LRS , что, в свою очередь, снова приводит к более высокому R HRS ) означает, что случайно полученный более высокий R HRS может вызвать непрерывное схватывание переключение стресса, а не временный стресс. Таким образом, более высокий R HRS приводит к на более низкий R LRS , что в конечном итоге привело к отказу при застревании, как показано в . схематично объясняет как происходит застревание в условиях напряжения набора и сброса.

Когда присутствуют как R S, SET , так и R S, RES , вышеупомянутые сбои могут быть уменьшены за счет эффекта делителя напряжения и, следовательно, уменьшения изменчивости с повышенной выносливостью можно добиться. Эффект делителя напряжения может быть четко наблюдается при измерении постоянного тока. показывает сопротивление – кривые напряжения (R – V) мемристора TaO x в зависимости от R S от 1 кОм до 2,5 кОм. На вставке показан конфигурация измерения. R ON – это сумма R S и R LRS (что составляет ~ 500 Ом) мемристора, и здесь преобладала R S .Может быть видно, что пороговое напряжение сброса увеличилось с R S , потому что более высокое напряжение падает на R S при увеличении его сопротивления. Интересно, что Эффект делителя напряжения наблюдался после переключения сброса в высоковольтном область. В HRS R HRS при напряжении чтения было намного выше, чем R S , поэтому кажется, что эффект делителя напряжения несущественен для сбросить переключение. Однако, поскольку сопротивление проводимости в HRS очень нелинейный, что является типичной характеристикой проводимости изолирующего слоя, фактическое сопротивление при высоких напряжениях не такое большое, как сопротивление считывания, которое ясно показано на, e.грамм. R OFF при −4 В составляет всего около 5 кОм, в то время как R S составляет 1 кОм. показывает расчетное узловое напряжение мемристора (V M , см. Вставку) в зависимости от R S начиная с. Серая пунктирная линия представляет чехол без R S для сравнения (V A = V M ). Когда R S был участвующий в HRS (стрелка 1), V M был почти равен приложенному напряжению (V A ). Тогда в LRS после переключения набора (стрелка 2) только относительно небольшая часть V A упала на мемристор и V M резко снизилось.При отрицательном напряжении, пока мемристор находился в ЛРС, Стоимость V M была очень низкой. Затем после сброса переключения (стрелка 3) V M снова резко вырос, приблизившись к V A . Интересный Следует отметить, что V M в момент переключения сброса (черный пунктирная линия) практически идентичны независимо от R S . Это подтверждает, что увеличение падения напряжения на R S отвечает за увеличение сбросить пороговое напряжение.Затем V M в HRS был насыщен на −3 В из-за реактивации эффекта делителя напряжения в область напряжения. Такой делитель напряжения влияет на высоковольтную часть Переключение установки и сброса может подавить напряжение высокого напряжения на мемристоре, играя положительная роль в вариативности и выносливости. Влияние напряжения также исследовалось влияние делителя на переключение импульсов. Для этого измерения Используются импульсные системы напряжения и сопротивления, указанные в.показывает проводимость (S = 1 / R) зависимость от R S как функция V SET , где R S, SET был изменен с 0 (без R S, SET ) до 5 кОм, а R S, RES – на 500 Ом, что является наиболее стабильным условием сброса для получения идентичного сброса состояния. На этом графике показана проводимость, а не сопротивление четко выраженному увидеть след LRS. Каждая точка данных была получена из 10k циклов переключения усреднение значений проводимости при каждом заданном напряжении.Красный символ X означает, что цикл не удался до 10 тысяч циклов. В этом случае только успешные данные велоспорта были собраны до отказа для этого статистического анализа. Когда не было R S, SET , изменение проводимости было очень резким по сравнению с увеличение на V SET . В конце концов, мемристивное переключение быстро перестало работать. V SET до 4 В. Когда R S, SET присутствовал, увеличение проводимости в LRS в соответствии с увеличением V SET может подавляться до 8 В для V SET .Это ясно показывает, как Эффект делителя напряжения срабатывает при заданном переключении при импульсном переключении. Впоследствии аналогичное поведение можно наблюдать при переключении сброса. показывает зависимость сопротивления от R S, RES в виде функция V RES , где R S, RES было изменено с 0 (без R S, RES ) до 1 кОм, а R S, SET – на 500 Ом для предотвращения сбоя переключения. Когда не было R S, RES во время переключения сброса состояние наивысшего сопротивления может быть достигнуто при −3 В V RES , а затем устройство вышло из строя при это условие до 10k циклов, что также показывает высокую чувствительность сброса включение напряжения V RES , как описано ранее в.Однако, когда присутствовал V S, RES мемристор мог быть более выносливее на фоне увеличения V RES . В результате мемристор может выдерживают до −5 В V RES с 1 кОм Р С, РЭС . Когда R S, RES был выше 1 кОм, сброс переключение не наблюдалось до −5 В V RES , потому что увеличения порогового напряжения сброса, как показано на рис. 1a 26 , 27 . Таким образом, применимый R S, RES может быть не таким высоким, как R S, SET .В результаты, показанные в обоих случаях, предполагают, что делитель напряжения эффект может снизить нагрузку на мемристор высоким напряжением, поглощая излишки напряжения. Напряжение.

Действие делителя напряжения с помощью последовательного резистора.

( a ) Характеристики R-V постоянного тока в зависимости от значения Р S . На вставке показана конфигурация измерения. ( b ) напряжение мемристорного узла (В M ) как функция приложенного напряжения (V A ) в зависимости от стоимости R S .Пунктирная линия указывает идентичный V M переключателя сброса. ( c ) Характеристики переключения проводимости по импульсу в зависимости от установленного амплитуда импульса. Импульс сброса был зафиксирован на 4,5 В. ( d ). Характеристики переключения сопротивления импульсом в зависимости от установить амплитуду импульса. Импульс сброса был зафиксирован на −3,0 В.

При использовании R S, SET и R S, RES вышеупомянутый высокий напряжение установки или сброса может быть устранено.Следовательно, изменчивость переключения и выносливость может быть значительно улучшена. показывает результат цикла с R S, SET и R S, RES для 1 миллион циклов, где каждый цикл был записан без ошибок для статистический анализ. Обратите внимание, что выносливость может достигать 10 10 циклов в этой установке 13 . Через распределения состояний сопротивления Причину выхода из строя выносливости можно понять следующим образом. показывает распределения LRS, собранные из (верхняя панель), (средняя панель) и (нижняя панель) соответственно.R LRS без R S, SET (верхняя панель) имеет симметричное распределение, где многие нижние наблюдались состояния сопротивления (красный квадрат), тогда как R LRS с Корпуса R S, SET (средняя и нижняя панели) имеют перекошенное распределение в распределении отсутствуют состояния с более низким сопротивлением. показывает распределения HRS, собранные из (верхняя панель), (средняя панель) и (нижняя панель), соответственно, где сопротивление было нанесено в полулогарифмическом масштабе из-за к широкому диапазону сопротивления в HRS.Также замечательный хвост распределения был наблюдается только в случае без R S, RES (синий квадрат посередине панель), но не в случаях с R S, RES (верхняя и нижняя панели), которые показывает влияние эффекта делителя напряжения во время переключения сброса.

Низкая изменчивость и высокая долговечность результатов импульсного переключения с серией резисторы.

( a ) Успешное 10 6 циклов переключения без процесс проверки с использованием −3.0 В и 4,5 В импульсов установки и сброса с сопротивлением 500 Ом. Р S . ( b ) Распределение сопротивления LRS (верхняя панель), (средняя панель) и (нижняя панель). ( с ) Распределение сопротивления HRS в логарифмической шкале (верхняя панель), (средняя панель) и (Нижняя панель).

Внешние последовательные резисторы, которые мы использовали в этом исследовании, позволили нам выявить влияние последовательные резисторы в различных условиях за счет использования внешних цепей. На основе результаты экспериментов, мы полагаем, что внутренний резистор серии внутри мемристива устройство может дополнительно повысить роль делителя напряжения из-за минимального паразитного сопротивление, введенное в цепь.Кроме того, за счет использования транзистора, встроенного в мемристивное устройство, такое как транзистор в конфигурации 1Т1М или 2Т1М, оба R S, SET и R S, RES можно настраивать в режиме реального времени.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.