Základy elektroniky 4.časť

Dobrý deň. z dôvodu štúdia a ťažkom období štúdia som nemohol pravidelne pridávať základy elektroniky.S toho dôvodu už nebudú 3 články za týždeň ale len 2 články za týždeň. Články sa budú uverejňovávať v pondelok a v piatok o 7:00.
Prehľad prvých 10 tém tohoto seriálu:
1. - 2.12.2006 = Deliče napätia
2. - 4.12.2006 = Jednobány
3. - 8.12.2006 = Dvojbrány
4. - 11.12.2006 = Filtre
5. - 15.12.2006 = Vákuové nelineárne prvky
6. - 18.12.2006 = Polovodičové prvky
7. - 22.12.2006 = Usmerňovače
8. - 25.12.2006 = Usmerňovače - vyhladzovacie filtre, násobiče a stabilizátory napätia
9. - 29.12.2006 = Zosilňovače - rozdelenie, nf zosilňovače
10. - 1.1.2007 = Zosilňovače - spätná väzba; vf, širokopásmové, jednosmerné a operačné zosiľnovače

Teraz je tu 4. časť, v ktorej si popíšeme o deličoch napätia.

1.2 Deliče napätia

Sériovým zapojením dvoch alebo viacerých rezistorov k zdroju jednosmerného alebo striedavého napätia vytvoríme delič napätia. Úbytok napätia vznikajúci na rezistoroch je priamo úmerný veľkosti ich odporov. Veľkosť tohto napätia nezávisí od frekvencie napájacieho napätia. Zapojením kondenzátora alebo cievky do obvodu deliča dostaneme frekvenčné závislý delič napätia.

1.2.1 Frekvenčné nezávislý delič napätia

Zapojenie frekvenčne nezávislého deliča napätia je na obr. 1.6. Vytvára ho sériové zapojenie rezistorov R1 a R2. Delič môže pracovať naprázdno alebo môže byť zaťažený odporom Rz.

Obr. 1.6. Odporový delič napätia

Ak delič pracuje naprázdno (nezaťažený delič}, tak zaťažovací prúd je nulový, t. j. I₁ = I₂. Výstupné napätie vypočítame zo vzťahu:

Tento vzťah sme získali na základe toho, že napätie a odpory v nezaťaženom deliči sú navzájom úmerné.
Zaťažený delič napätia má nenulový zaťažovací prúd, preto výstupné napätie U₂ bude menšie ako pri nezaťaženom deliči.
Pre vstupné napätie U₂, môžeme pomocou II. Kirchhoffovho zákona napísať vzťah:

U₁ = R₁I₁ + R₂I₂

Pretože I. Kirchhoffovho zákona vyplýva, že I₂ = I₁ - I_z, možno napísať vzťah:

U₁ = R₁I₁ + R₂(I₁ - I_z)

Potom platí:

Podobne pre výstupné napätie U₂ platí:

U₂ = R₂I₂ = R₂(I₁ - I_z)

Dosadením za I₁ do predchádzajúcej rovnice dostaneme vzťah:

a po úprave:

čo možno napísať aj v tvare:

U₂ = U₂₀ - RI_z

Z posledného vzťahu vyplýva, že výstupné napätie zaťaženého odporového deliča je v porovnaní s nezaťaženým deličom menšie o úbytok napätia na rezistore R (odpor R je výsledný odpor paralelnej kombinácie rezistorov R₁ a R₂, ktoré tvoria delič napätia). Ak má byť napätie U₂ konštantné, tak zaťažovací prúd I_z musí byť oveľa menší ako prúd prechádzajúci deličom.

1.2.2 Frekvenčné závislý delič napätia

Príklad zapojenia frekvenčné závislého deliča napätia je na obr. 1.7a, b. Pri nulovom zaťažovacom prúde je na výstupných svorkách napätie naprázdno U₂₀, pre ktoré podľa obr. 1.7a platí vzťah:

Pre zapojenie podľa obr. 1.7b platí vzťah:

Obr.1.7. Frekvenčne závislé deliče napäatia a) obvod RL, b) obvod RC

Z uvedených vzťahov vyplýva, že veľkosť výstupného napätia závisí od frekvencie vstupného napätia (ω = 2πf). Vzhľadom na to, že pre obidva uvedené príklady je uhlová frekvencia v menovateli výrazu, frekvenčná závislosť sa prejaví poklesom napätia pri zvyšovaní frekvencie. Ak je zaťažovací prúd nenulový, výstupné napätie vypočítame podľa vzťahu:

U₂ = U₂₀ - RI_z

Namiesto R dosadíme impedanciu Z, ktorá predstavuje paralelnú kombináciu R a X_L alebo R a X_C.

Kontrolné otázky a úlohy
1. Aký je rozdiel medzi frekvenčné nezávislým a frekvenčné závislým deličom napätia?
2. Ako vypočítame výstupné napätie U₂₀ nezaťaženého odporového deliča?
3. Prečo je výstupné napätie zaťaženého odporového deliča menšie ako nezaťaženého deliča?
4. O aký úbytok napätia je výstupné napätie zaťaženého odporového deliča napätia menšie ako výstupné napätie nezaťaženého deliča napätia?
5. Nakreslite frekvenčné závislé deliče napätia tvorené rezistorom a cievkou alebo rezistorom a kondenzátorom tak, aby pri konštantnom vstupnom napätí a pri zvyšovaní jeho frekvencie rástlo výstupné napätie naprázdno.

Tak a máme ďaľšiu časť za sebou. V ďaľšej časti si popíšeme o jednobrávach. Ďaľšia časť výjde 4.12.2006 o 7:00.