בעת תכנון מעגלים חשמליים, יתכנו מצבים בהם זרם בסדר גודל מסוים זורם במעגל, והעומס נועד לצריכה נמוכה משמעותית. במיוחד למקרה זה, הומצאו פתרונות מקוריים של המעגלים, המכונים מחיצות זרם. עבודתם מבוססת על החוק של קירכהוף הידוע בקורס פיזיקה.
הגדרה ועקרון הפעולה
המחלק הנוכחי הוא מעגל חשמלי מיוחד של שני הנגדים שלהם, שדרכו ניתן לחלק את הזרם הכולל I לשני רכיבים (תמונה למטה).
כל אחד מהרכיבים I1 ו- I2 מקבל ערכים בהתאם ליחס בין שני הנגדים (הם ביחס הפוך אליו). עם נגדים שווים, חצי מהזרם יזרום דרך כל אחד מהם.
הערה: הבסיס התיאורטי של עקרון הפעולה של מחלק התנגדות הוא החוק הבסיסי של קירכהוף (סכום הזרמים בפלט ובקלט שווים).
לעיתים, לצורך ייצוג פיגורטיבי, משווים את זרימת האלקטרונים עם נהר מהיר, בו מהירות תנועת המים תואמת את חוזק הזרם במוליך. אם נחלק את הערוץ שלו לשני חלקים זורמים שווים ומקבילים, אז לחץ המים בכל אחד מהם (חוזק זרם) יקטן בדיוק בחצי.
ניתוח מעגל השיתוף הנוכחי
ראשית, בואו נציג את זה בצורה הבאה.
ההפרש הפוטנציאלי (מתח) בין נקודת הקלט "A" לבין הפלט "B" זהה לשני הנגדים. לכל אחד מהם התנגדות משלו, וסכומם מחושב באמצעות הנוסחה לחיבור מקביל, המפורט להלן:
על פי הכלל של קירכהוף (ראשון), הזרם הכולל מוגדר כסכום של שני רכיבים המסתעפים לאורך השרשראות. והזרמים בכל אחד מהמעגלים הללו נקבעים על ידי הנוסחאות, הכוללות את ערכי הנגדים המותקנים בהם. במילים אחרות, זה יכול לבוא לידי ביטוי באופן הבא: על מנת לשנות את הזרם במאוורר, למשל, מופעל במקום אחד מההתנגדויות, מספיק לשנות את ערך הנגד השני (במקביל אליו).
באמצעות התקנת פוטנציומטר עם מקומו ערך משתנה, ניתן לווסת את מהירות הסיבוב של להבי המאוורר (לשנות את הזרם בו) בגבולות מסוימים. גבולות אלה תלויים בהתנגדות הפנימית של סלילת המנוע של המכשיר ובטווח השינוי בערך הפוטנציומטר.
דוגמה לחישוב חלוקה נוכחית
כדוגמה, שקול את המקרה של מציאת הערכים של I1 ו- I2 במחלק זרם מאורגן באופן מלאכותי בעל ערך כולל ידוע של I = 0.6 אמפר. זה ידרוש את הנוסחאות המוצגות בתמונה למטה:
לדוגמה, R1 הוא 100 אוהם ו- R2 הוא 20 אוהם.
פעולות נוספות הן כדלקמן:
- על פי הנוסחה לזרם באחד הענפים, אנו מוצאים: I1 = 0.6x20 / (100 + 20) = 0.1 אמפר.
- עבור הרכיב האחר, אנו קובעים: I2 = 0.6x100 / (100 + 20) = 0.5 אמפר.
- מכיוון שיש ירידה בכוח ב- R1 ו- R2, הם נבחרים גם על פי אינדיקטור זה באמצעות הנוסחה: P = IхIхR.
עבור הנגד R1 P = 0.1x0.1x100 = 1 W, ועבור R2 מחוון זה הוא P = 0.5x0.5x20 = 5 W. אם ניקח בחשבון את השוליים, הוא בוחר את הערכים של 2 ו -10 וואט בהתאמה.