Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?
В нашей жизни разделить можно абсолютно все! :-). Давайте представим себе реку, у которой очень большой поток.
Это поток воды бежит с очень большой скоростью! Он смывает на своем пути камни, землю, деревья. Но представьте, что эта река находится рядом с Вашим домом. Через год два Ваш дом смоет нафиг!
Чтобы этого не произошло, нужно ослабить течение реки, чтобы ее поток был ну очень слабый. Например как здесь.
Но как это сделать? А почему бы нам не прорыть большой канал, чтобы бОльшая часть воды текла через него. А это хорошая идея не так ли?
Прикол всего этого чуда заключается в том, что в каждой отдельной речке скорость воды будет меньше! В электротехнике и электронике все тоже самое! Река - это провод, сила потока - это сила тока, ширина реки - сопротивление, напряжение - угол наклона реки. Все элементарно и просто!
Для того, чтобы разделить силу тока , нам потребуются два резистора. В статье сопротивление мы знаем, что резисторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном соединении резисторов у нас на каждом резисторе падало напряжение, тем самым мы получили делитель напряжения . При параллельном соединении резисторов мы получим делитель тока. Давайте рассмотрим вот такую схемку из двух резисторов, соединенных параллельно:
Вот эти два резистора можно заменить одним резистором. Общее сопротивление будет равно:
Напряжение U между точками A и В считается общим для каждого резистора, так как у нас эти два резистора соединены параллельно.
Значит, через них должен также протекать общий ток. Запомните правило, при параллельном соединении напряжение на резисторах одно и то же, а ток будет равен:
Как же нам определить, какой ток у нас проходит через каждый резистор? Согласно Закону Ома
Следовательно получаем:
Отсюда
и 
Что-нибудь понятно? Короче, не заморачивайтесь. Проще говоря, если вместо какого-то резистора подсоединить какую-нибудь нагрузку, например вентилятор от компа, то мы можем регулировать в ней силу тока, а следовательно и мощность, параллельно выводам подключив какой-нить резистор. А какой именно, можно глянуть на формулы. Это называется шунтирование . Давайте же на практике разберемся, что есть что.
Вот два наших резистора
Замеряем значение сопротивления первого толстого резистора. Кто не помнит, как это делается, прошу сюда .
Замеряем значение второго
Берем наш знаменитый Блок питания и выставляем на нем 12 Вольт
Спаиваем два конца резисторов и замеряем силу тока на толстом резисторе
Замеряем силу тока на тонком резисторе
Спаиваем их параллельно и замеряем силу тока на параллельно соединенных резисторах
0,06+0,14=20. У нас 0,21 Ампер. 0,01 - погрешность прибора.
А давайте посмотрим, работает ли закон Ома? Рассмотрим толстый резистор. У нашего блока питания погрешность на измерение силы тока приличная, но этого вполне хватает, чтобы работать с таким блоком. Но приблизительно, мы все таки сможем проверить закон Ома.
I=U/R
R=U/I=12/0,14=85,7 Ом. А у нас он 80,5 Погрешность в 5 Ом. Но закон Ома работает!
Отсюда делаем выводы:
1)Через меньшее сопротивление протекает большой ток, поэтому мощность, которая падает на таком сопротивлении будет больше. Поэтому все резисторы, которые используются в цепи с приличным напряжением и обладают малым сопротивлением, делают большими, потому как они прилично греются, то есть рассеивают большую мощность в окружающее пространство. А чтобы они быстрее охлаждались, их площадь рассеяния должна быть большая. Бывают даже вот такие большие резисторы, которые рассеивают большую мощность.
2)Сила тока двух соединенных параллельно резисторов будет равна силе тока первого резистора плюс сила тока второго резистора, что и требовалось доказать.
- Делитель тока имеет важное значение в схемотехнике в качестве элемента цепи для подключения устройства с номинальным током меньшим, чем протекающий в цепи.
- На величину сопротивления влияют внешние факторы, например температура. Изменение температуры приводит к измерению сопротивления делителя тока. В результате изменяется ток через ветвь цепи.
- Измерение больших величин токов. Подключается два сопротивления. Через одно протекает почти весь ток, через второе - малый ток (миллиамперы). Измеряется ток через второе сопротивление. Далее выполняется расчет общего тока.
- Номинал нагрузки, подключаемой в ветвь делителя тока, должен быть в 100-1000 раз меньше, чем сопротивление делителей. В противном случае схема делителя будет работать неверно.
- Активные сопротивления делителя тока снижают КПД схемы.
- Целесообразно применять прецизионные сопротивления. Это увеличивает точность, но повышает стоимость.
Делитель тока – устройство позволяющее поделить ток в цепи на две составные части, с целью использования одной из них. Другими словами, делитель тока необходим в том случае, если устройство не рассчитано на большой ток, и нам необходима лишь некоторая часть этого тока.
Принцип действия делителя тока основан на первом законе Кирхгофа – сумма токов сходящихся в узле равна нулю. Если провести аналогию с водой, то его можно представить как русло реки, которое разветвляется на два более маленьких оттока.
Для нахождения токов I 1 и I 2 воспользуемся законом Ома , но для начала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного соединения.
Делители тока применяются в измерительных устройствах, например при измерении больших токов. С помощью добавочного сопротивления – “шунта” расширяют предел измерения амперметра. Для этого, шунт подключается параллельно амперметру. В результате, через амперметр протекает ток, зная который, можно найти общий ток, протекающий в цепи. Обычно шунт имеет сопротивление меньше, чем амперметр, для того чтобы значительная часть тока ушла через него.
Выведем коэффициент деления (шунтирования) n . Будем считать, что параметры с индексом 1 принадлежат амперметру (прибору), а параметры с индексом 2 – шунту. Параметры без индексов общие.
Рассмотрим пример.
Амперметром с пределом измерения 1 А и внутренним сопротивлением 12 Ом, необходимо измерить ток в 3 А. Каким должно быть сопротивление шунта?
Из формулы для коэффициента шунтирования, выразим R ш
Еще один пример
Каким станет новый предел измерения амперметра, после его шунтирования сопротивлением в 10 Ом, если старый предел был равен 0,5 А? Сопротивление измерительного механизма амперметра – 25 Ом.
Посчитаем коэффициент шунтирования
Тогда новый предел измерения амперметра
Делители тока
Давайте проанализируем простую параллельную цепь и определим силу тока на каждом из ее резисторов:
Как вы уже знаете, напряжение на всех компонентах параллельной цепи одинаково. Исходя из этого можно заполнить верхнюю строчку рассмотренной ранее таблицы:
Теперь, используя закон Ома (I = U/R), мы можем рассчитать силу тока на каждом резисторе (в каждой ветви):
Один из принципов параллельных цепей гласит, что общая сила тока в таких цепях равна сумме отдельных токов. Поэтому, суммируя 6 мА, 2мА и 3мА, мы можем заполнить ячейку общей силы тока в нашей таблице:
И наконец, вычислим общее сопротивление нашей цепи. Сделать это можно при помощи закона Ома (R = U/I), или при помощи формулы параллельного соединения резисторов. В обоих случаях мы получим одинаковый ответ:
Из данной таблицы видно, что сила тока через каждый резистор связана с его сопротивлением (учитывая равенство напряжений на всех резисторах). Причем взаимосвязь эта обратнопропорциональна. К примеру, сила тока через резистор R 1 вдвое больше, чем через резистор R 3 , хотя сопротивление последнего в два раза превышает сопротивление первого.
Если мы изменим напряжение питания этой схемы, то обнаружим, что пропорциональность соотношений не изменится:
Несмотря на то, что напряжение источника питания изменилось, ток через резистор R 1 по-прежнему в два раза превышает ток через резистор R 3 . Таким образом, пропорциональность между токами различных ветвей цепи является исключительно функцией сопротивления.
Кроме того, токи отдельных ветвей цепи составляют фиксированные пропорции от ее общей силы тока. Несмотря на четырехкратное увеличение напряжения источника питания, соотношение между током любой ветви и общим током осталось неизменным:
Благодаря способности делить общий ток на пропорциональные части, параллельные цепи часто называют делителями тока . Поэкспериментировав немного с математикой, мы можем вывести формулу для расчета отдельных токов цепи, имея данные о сопротивлениях резисторов, общем сопротивлении цепи и общей силе тока:
Отношение общего сопротивления к отдельным сопротивлениям имеет ту же пропорцию, что и отношение отдельных токов к общей силе тока цепи. Полученная выше формула называется формулой делителя тока , с ее помощью легче определять токи отдельных ветвей параллельной цепи, если известна общая сила тока.
Давайте повторно рассчитаем токи каждой из ветвей нашей параллельной цепи, используя только что полученную формулу делителя тока (будем считать, что общая сила тока и общее сопротивление нам известны):
Если сравнить формулы делителя напряжения и делителя тока, то можно увидеть, что они удивительно похожи друг на друга. Однако, в формуле делителя напряжения R n (отдельное сопротивление) делится на R общ. , а в формуле делителя тока - наоборот, R общ. делится на R n:
Именно из-за отношения сопротивлений очень легко перепутать эти формулы. В целях избежания путаницы вы должны знать, что отношение сопротивлений в обоих уравнениях должно быть меньше единицы (в конце концов это уравнения делителей, а не умножителей!). Если отношение будет больше единицы, значит вы перепутали уравнения. Зная, что общее сопротивление последовательной цепи (делитель напряжения) всегда больше любого из ее отдельных сопротивлений, R общ. мы должны поставить в знаменатель отношения, а R n - в числитель (только в этом случае отношение будет меньше единицы). И наоборот, зная что общее сопротивление параллельной цепи (делитель тока) всегда меньше любого из ее отдельных сопротивлений, R общ. мы должны поставить в числитель отношения, а R n - в знаменатель.
Схемы делителей токов, как и делителей напряжений, нашли применение в электрических цепях измерительных приборов, где часть измеряемого тока необходимо пропустить через чувствительный прибор:
Представьте, что течёт река, и вдруг ширина её русла резко уменьшается, через некоторое расстояние ширина русла снова увеличивается. Что же происходит в том месте, где русло узкое? Скорость потока воды резко возрастает, вода пытается расширить русло реки, происходит разрушение берегов и углубление русла. Для того, чтобы скорость потока упала, достаточно прорыть дополнительный параллельный канал, по которому пустить часть потока. При этом, этот искусственный канал можно использовать в своих целях, например крутить водяное колесо (по современному - гидроэлектростанцию). Как правило, сначала делают "колесо", а потом перекрывают основное русло реки. Другими словами - поток воды делят на два потока, которые потом всё равно объединяются, но при этом один из потоков используют в своих определённых целях. В частности, на гидроэлектростанциях всегда имеется два потока - один используется для вращения турбин электростанции, а другой в зависимости от полноводности реки - "сброс", или дополнительный канал отвода воды - водосливную плотину, предназначенную для регулирования уровня воды перед плотиной ГЭС.
Делитель тока на резисторах предназначен для того, чтобы, не изменяя общего тока протекающего через электрическую цепь, часть его направить в другое плечо делителя, а после выполнения определённой функции вернуть эту часть обратно.
Где применяется делитель тока? Делитель тока применяется в измерительных приборах, когда необходимо измерить большой ток (единицы, или сотни Ампер) прибором, рассчитанным на маленький ток (миллиамперы или даже микроамперы). В этом случае, внутреннее сопротивление измерительного прибора выступает в качестве одного из резисторов, а второй резистор в таком случае называют "шунтом", так как он шунтирует проходящий ток (основная часть тока бежит через него). Шунт в схеме измерения имеет сопротивление, которое намного меньше внутреннего сопротивления измерительного прибора. Кроме того, делитель тока применяется в различных схемах автоматического регулирования, использующих в качестве контролируемого параметра - ток, проходящий через электрическую цепь. Делитель тока может применяться в различных каскадах передачи, или усиления тока, когда один пассивный, или усилительный элемент по своим электрическим параметрам не способен обеспечить прохождение через него большого тока. В этом случае их подключают параллельно, разделяя ток на равные доли (пополам). Наглядным примером использования делителя тока является его применение в цепи автоматического регулирования и измерения в , или в цепи контроля схемы защиты от перегрузки по току и удвоения мощности выходных транзисторов в .
Изобразим цепь делителя тока:
На рисунке видно, что общий входящий ток делится на два, и проходя цепь, снова объединяется в один.
Расчёт делителя тока на резисторах основывается на законе Ома, правиле сложения токов (законе Кирхгофа) и формуле параллельного соединения резисторов:
Выведем закон Ома для этой цепи. Его можно записать в следующем виде:
Преобразовывая указанные формулы так, как нам удобно, мы можем определить:
1. Определить ток I1 и I2 в плечах резисторов R1, R2 по известным значениям общего тока Iобщ и сопротивлений резисторов R1, R2 :
Пример: Определить значения I1 и I1 делителя тока, если значение общего тока Iобщ = 0,6А, сопротивление R1 =100 Ом, а R2 = 20 Ом.
I1 = 0,6 * 20 / (100 + 20) = 0,1 А; По формуле (18) вычисляем: I2 = 0,6 * 100 / (100 + 20) = 0,5 А; Не забывайте, что резисторы поглощают мощность, поэтому её необходимо рассчитать, (формула3):
P = I * I * R
Определим рассеиваемую мощность резисторов по формуле (3):
Для резистора R1: P = 0,1 * 0,1 * 100 = 1 Вт; по правилу (1) выбираем резистор мощностью P = 2 Вт;
Для резистора R2: P = 0,5 * 0,5 * 20 = 5 Вт; по правилу (1) выбираем резистор мощностью P = 10 Вт.
2.
Расчитать шунт R2
в цепи измерительного прибора, при известных: внутреннем сопротивлении R1
, максимальном токе обмотки катушки прибора I1
и максимальном значении общего тока Iобщ
цепи делителя тока, представленного на схеме:
Пример: Полное отклонение стрелки миллиамперметра при значении I1 = 1 мА, внутреннее сопротивление катушки прибора R1 = 200 Ом. Рассчитайте шунт R2 , чтобы стрелка прибора отклонялась на максимальное значение при общем токе Iобщ = 1 А.
Решение: По формуле (17) вычисляем: R2 = 0,001 * 200 / (1 – 0,001) = 0,2 Ом; Рассчитаем поглощаемую (рассеиваемую) мощность R2 (формула 3): P = I2 * I2 * R2 , где I2 = Iобщ - I1 = 999 мА, P = 0,999 * 0,999 * 0,2 = 0,199 Вт; по правилу (1) выбираем резистор мощностью P = 0,25 Вт
Для достижения точности в измерительных цепях, выбирают высокоточные резисторы, кроме того, используют их последовательное и параллельное соединение.
Как и в случае с делителем напряжения, Вы спросите: Если это делитель, должен быть коэффициент деления? Да он есть, но в определении необходимых величин, пользоваться им крайне неудобно, поэтому не буду ломать голову ни себе, ни Вам.
