come ridurre la tensione CC usando i resistori?


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Come si potrebbe fare usando una fonte di alimentazione a 12 V CC per alimentare qualcosa che ha bisogno di 4,5 V CC utilizzando resistori? C'è un modo per determinare quanto l'aggiunta di un resistore lascerebbe cadere la tensione?

Risposte:


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La risposta breve è "non farlo".

La tensione caduta da un resistore è data dalla Legge di Ohm: V = I R.

Quindi, se sai esattamente quanta corrente assorbirà il tuo dispositivo, potresti scegliere un resistore per rilasciare esattamente 7,5 V e lasciare 4,5 V per il tuo dispositivo, quando quella corrente lo attraversa. Ma se la corrente attraverso il tuo dispositivo sta cambiando, o se vuoi creare più di un sistema e non tutti i dispositivi sono esattamente uguali nella corrente assorbita, non puoi ottenere costantemente 4,5 V sul dispositivo usando solo un resistore.

Le altre opzioni includono

  • Un regolatore lineare. Questo è fondamentalmente un resistore variabile che regolerà il suo valore per mantenere l'output nel punto desiderato. Questa è probabilmente solo una buona soluzione se il tuo dispositivo consuma pochissima energia (forse fino a 100 mA).

  • Un regolatore di shunt. Questo significa usare un resistore per far cadere la tensione come si sta suggerendo, ma quindi aggiungere un dispositivo aggiuntivo in parallelo al carico per controllare la tensione. Il regolatore di shunt regolerà la sua corrente (entro i limiti) per mantenere la corrente attraverso il resistore corretta per mantenere la tensione di uscita desiderata.

  • Un regolatore di commutazione. Questo utilizza alcuni trucchi per generare la tensione di uscita desiderata con un'efficienza energetica molto migliore rispetto a un regolatore lineare. Questa è probabilmente la scelta migliore se il tuo dispositivo richiede più di 10 o 20 mA di corrente.


@Photon: Non è possibile "calcolare" quale resistore sarà necessario per far cadere 7,5 V da 12 V CC senza conoscere la corrente (amp)?
cpx,

@cpx No, non è possibile.
The Photon,

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@cpx, se hai altre domande, dovresti pubblicarle come domande. Ma guardando le tue domande passate ti consiglio di trovare un libro di testo decente (forse un testo di fisica del primo anno o allaboutcircuits.com) e ottenere una comprensione di base di ciò che si intende per termini come differenza potenziale , corrente e potere prima.
The Photon,

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Se queste condizioni sono soddisfatte, è possibile ridurre la tensione CC mediante resistori (alluminio ad alta potenza) [> 50 watt]

  • La batteria è sufficiente per fornire almeno 20 volte (o molto più) corrente per il carico.
  • La perdita di potenza non è un problema.
  • (Over) Il riscaldamento non è un problema o ha un buon meccanismo di raffreddamento per i resistori.
  • Anche la resistenza più bassa del tuo carico è molto (20x o più) superiore alle resistenze in alluminio.

Nota: 20x è solo un numero artificiale, il numero effettivo dipende dalla percentuale di variazione di tensione tollerata dal carico.

inserisci qui la descrizione dell'immagine


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Due resistori possono essere usati come spiegato da @ efox29, l'unico problema con quella configurazione è la corrente che passa attraverso il carico, il collegamento di un carico cambierà la tensione di uscita perché una certa corrente scorrerà attraverso il carico.

Una semplice soluzione me stesso è un follower di tensione collegato all'uscita dei due resistori, questo fornirà un'alta impedenza di ingresso e quindi:

  1. la tensione di uscita sarà 4.5V costante

  2. l'opamp usato come un follower di tensione proverà a fornire tutta la corrente richiesta dal carico.

Ecco una foto di ciò di cui sto parlando:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Collegare l'uscita tra due resistori a Vin in questa configurazione e quindi l'uscita dovrebbe essere un valore costante e l'amplificatore operazionale fornirà al carico la corrente richiesta.


Questa sembra una soluzione molto naturale e flessibile. Quali sono gli svantaggi?
ConvexMartian,

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Lo svantaggio principale è che (la maggior parte) gli amplificatori operazionali non sono progettati per generare correnti significative. Inoltre, nel momento in cui hai bloccato un amplificatore operazionale, potresti anche aver bloccato un IC alimentatore / regolatore e averlo fatto.
John U,

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Basta prendere 7805 dal mercato e collegare il pin numero 1 con positivo e collegare il pin 2 con negativo e prendere l'uscita dal positivo dal pin numero 3 e negativo dal pin numero 2 e mantenere la distanza del filo di uscita 1,5 metri dal terminale di uscita dell'alimentazione per caricare.


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Potresti spiegare in dettaglio "mantenere la distanza del cavo di uscita a 1,5 metri dal terminale di uscita dell'alimentazione per caricare"?
Huy.PhamNhu,

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Guarda lo schema sopra di electro103. Devi conoscere quattro numeri: la massima corrente che il tuo dispositivo è in grado di assorbire, la minima corrente che assorbirà, la massima tensione che può sopportare senza vaporizzare in una nuvola puzzolente e la minima tensione di cui ha bisogno per funzionare. Senza questi quattro numeri, non è possibile progettare un partitore di tensione resistivo.

Si noti che una tale disposizione è molto inefficiente e può provocare un grande calore generato nei resistori di caduta.


Questo non risponde alla domanda quasi quinquennale di John, alla quale ha già una risposta accettata.
Winny

Verificherò sicuramente l'età di eventuali domande future prima di rispondere. I voti negativi sono accettati allegramente. Per quello che vale, penso che sia il momento di terminare la mia carriera di ingegnere e andare in qualcosa di utile come la legge o il settore immobiliare. La carenza di lavoratori STEM può essere risolta riassumendo alcuni dei milioni che sono stati licenziati.
richard1941,
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