L'unité que nous pouvons utiliser pour mesurer la différence de potentiel en n'importe quel point s'appelle un Volt . Un volt est une différence de potentiel appliquée aux bornes d’une résistance de 1 ohm, et elle entraînera la circulation du courant électrique de la borne supérieure vers la borne inférieure.
Les différences de potentiel découlent toujours d’une valeur potentielle supérieure à une valeur potentielle inférieure. Nous pouvons également définir le 1V comme le potentiel lorsque 1 ampère de courant est multiplié par 1 ohm de résistance. Pour décrire la différence de potentiel, la formule de la loi d'Ohm est utilisée, qui est égale à V = IxR .
Selon la loi d’Ohm, le courant dans les circuits linéaires augmente avec la différence de potentiel. Un circuit ayant une grande différence de potentiel entre deux points quelconques entraînera un flux de courant plus important entre ces deux points dans un circuit.
Par exemple, considérons une résistance de 10 Ω et la tension appliquée à son extrémité est de 8 V. De même, la tension à son autre extrémité est de 5 V. Nous obtiendrons donc une différence de potentiel de 3 V (8 V-5 V) sur la borne de la résistance. Pour trouver le courant aux bornes de la résistance, nous pouvons utiliser la loi d’Ohm. Le courant de ce circuit serait de 0,3A.
Si nous augmentons la tension de 8 V à 40 V, la différence de potentiel de la résistance deviendra 40 V – 5 V = 35 V. Cela se traduira par 3,5 A du flux de courant. Lorsque la différence de potentiel aux bornes de la résistance augmente, cela entraînera également une augmentation du courant.
Pour mesurer la tension de n’importe quel point à l’intérieur d’un circuit, nous devons la comparer avec le point de référence commun. Nous utilisons normalement le 0 V ou la broche de terre comme point de référence dans le circuit pour mesurer la différence de potentiel.
Aperçu rapide
- Quelle est la différence potentielle
- Exemple de différence potentielle
- Réseau diviseur de tension
- Formule du diviseur de tension
- Exemple de diviseur de tension
- Conclusion
Quelle est la différence potentielle
La différence de potentiel, également connue sous le nom de tension, est un concept central en électricité. Il décrit essentiellement la différence d’énergie potentielle électrique entre deux points d’un circuit électrique. La différence de potentiel entre deux points fait passer la charge d’un point de potentiel supérieur à un point de potentiel inférieur. Cela entraînera la circulation du courant électrique. Nous mesurons la différence de potentiel en volts (V), et c’est un facteur essentiel pour déterminer le comportement de l’électricité dans un circuit et le fonctionnement des appareils électriques.
Exemple de différence potentielle
Dans l'image, le potentiel appliqué aux bornes de la résistance à une extrémité est de 10 V. Le potentiel à la deuxième extrémité de la résistance est de 5 V.
Pour calculer la différence de potentiel aux bornes de l’extrémité de la résistance, soustrayez le potentiel le plus élevé du potentiel le plus faible :
La différence de potentiel calculée aux bornes de la résistance est de 5V.
Le courant dans la résistance est proportionnel au potentiel appliqué. Si la différence de potentiel entre deux points est plus grande, vous verrez un flux de courant important.
Utilisez la loi d'Ohm pour trouver le courant.
Maintenant, augmentez le potentiel de 10 V à 20 V à une extrémité de la résistance et de 5 V à 10 V à l’autre extrémité. La différence de potentiel deviendra 10 V. En utilisant la loi d'Ohm, vous pouvez trouver le courant traversant la résistance qui est de 8 ampères.
La charge électrique provoque la circulation du courant électrique. Mais le potentiel ne bouge ni ne coule physiquement. Le potentiel est appliqué à deux points spécifiques du circuit.
Pour trouver la tension totale du circuit, nous devons additionner toutes les tensions connectées dans le circuit série. Cela signifie que lorsque vous avez des résistances (DANS 1 , DANS 2 , et DANS 3 ) connectés en série, vous additionnez simplement leurs tensions pour trouver la tension totale :
En revanche, lorsque vous connectez des résistances en parallèle, la tension aux bornes de chaque résistance ou élément reste la même. En parallèle, la tension aux bornes de chaque résistance est égale, et elle peut s'exprimer comme suit :
Réseau diviseur de tension
Nous savons que si nous connectons plusieurs résistances en série sur une différence de potentiel, un nouveau circuit diviseur de tension Formera. Ce circuit divise la tension d'alimentation entre les résistances selon un rapport spécifique. Chaque résistance reçoit une partie de la tension par rapport à sa résistance.
Ce principe du circuit diviseur de tension s’applique uniquement aux résistances connectées en série. Si nous connectons les résistances en parallèle, cela entraînera une configuration complètement différente, appelée un réseau diviseur de courant.
Division de tension
Le circuit donné explique le concept fondamental d'un circuit diviseur de tension. Dans ce circuit, différentes résistances sont en série. Il y a 4 résistances en série nommées R. 1 , R 2 , R 3 , et R. 4 . Toutes ces résistances partagent un point de référence commun qui est égal à zéro volt ou masse.
Lorsque vous connectez des résistances en série, la tension d'alimentation (DANS S ) est réparti sur chaque résistance. Vous verrez que chaque résistance chutera de certaines tensions. Cela signifie que chaque résistance reçoit une part de la tension totale.
Ensuite, utilisez la loi d’Ohm pour exprimer ce circuit. Selon la définition de la loi d'Ohm, le courant (I) circulant à travers une série de résistances est égal à la tension d'alimentation. (DANS S ) divisé par la résistance totale (R. T ).
L'expression mathématique de la loi d'Ohm est donnée par
Utilisez maintenant la loi d'Ohm et multipliez simplement le courant (JE) avec la résistance (R) valeur de chaque résistance.
Où DANS représente la chute de tension.
Après être passé d'un point à un autre le long de la série de résistances, la tension en chaque point augmente à mesure que vous additionnez les chutes de tension. Toutes les sommes de chute de tension individuelles sont égales à la tension d'entrée du circuit (DANS S ) .
Il n’est pas nécessaire de trouver le courant total du circuit pour trouver la tension en un point spécifique. Vous pouvez utiliser une formule simple pour calculer la chute de tension à tout moment en considérant la résistance de la résistance et le courant qui la traverse. Cela simplifie l'analyse du circuit et aide à comprendre comment la tension est distribuée dans le circuit.
Formule du diviseur de tension
Dans la formule ci-dessus, V(x) représente la tension, et R(x) est égal à la résistance produite par cette tension. Le symbole RT désigne la résistance série totale des résistances et VS est la tension d'alimentation.
Formule du diviseur de tension
Considérez le circuit ci-dessous pour trouver la tension de sortie du circuit aux bornes de R2 à l'aide de la règle du diviseur de tension.
Dans ce circuit, le V dans désigne la tension d'alimentation. C'est le courant qui circule dans le circuit. Ce courant circule dans les deux sens.
Considérons DANS R1 et DANS R2 être la chute de tension de R. 1 et R. 2 . Comme les résistances données sont connectées en série, la tension d'entrée V DANS du circuit sera égal à la somme de toutes les tensions individuelles qui chutent sur chaque résistance.
Pour calculer la chute de tension individuelle aux bornes de chaque résistance, utilisez l'équation de la loi d'Ohm :
De même pour la résistance R. 2
Sur l'image, nous pouvons voir que la tension aux bornes de R 2 est V DEHORS . Cette tension de sortie peut être donnée comme suit :
À partir de l'équation ci-dessus, nous pouvons calculer la tension d'entrée V DANS .
Pour calculer le courant total en termes de V dehors tension, utilisez le V ci-dessus dehors équation.
Donc le V dehors l'équation deviendra :
Considérons maintenant un circuit diviseur de tension multiple qui contient plusieurs sorties aux bornes des résistances.
L'équation de sortie deviendra :
Ici, dans l'équation ci-dessus, le DANS X est la tension de sortie.
R. X est la somme de toutes les résistances connectées dans le circuit.
Les valeurs possibles de R. X sont:
Si DANS représente la tension d'alimentation. Ensuite, les tensions de sortie possibles sont données comme suit :
À partir des équations ci-dessus, nous pouvons conclure que la chute de tension aux bornes des résistances connectées en série est proportionnelle à la valeur ou à l’amplitude de la résistance. Selon la loi de tension de Kirchhoff, la tension tombée aux bornes de toutes les résistances données doit être égale à la tension d’entrée de la source.
Vous pouvez donc trouver la chute de tension des résistances en utilisant la formule du diviseur de tension.
Exemple de diviseur de tension
Considérons un circuit diviseur de tension avec trois résistances en série, produisant deux tensions de sortie à partir d'un 240 V fournir. Les valeurs de résistance sont les suivantes :
- R1 = 10 Ω
- R2 = 20 Ω
- R3 = 30 Ω
La résistance équivalente du circuit est calculée comme suit :
Maintenant, les deux tensions de sortie sont déterminées comme suit :
Le courant dans le circuit est donné par :
Par conséquent, les chutes de tension aux bornes de chaque résistance sont les suivantes :
Conclusion
Un diviseur de tension est un circuit passif fondamental utilisé en électronique. Ce circuit peut réduire la tension de sortie par rapport à la tension d'entrée. Vous pouvez obtenir cette réduction de tension après avoir connecté plusieurs résistances en série. La valeur de la résistance dépend de la valeur de chute de tension que vous souhaitez atteindre. Ces résistances créeront une fraction de tension fixe déterminée par les rapports de résistance.
Les résistances sont des éléments de circuit importants car elles peuvent limiter la tension du circuit selon la loi d’Ohm. Les résistances en série ont un courant constant dans chaque résistance. Vous pouvez calculer et maintenir une tension constante lors de la conception de circuits électroniques à l'aide d'une formule de diviseur de tension.