Prilikom projektiranja električnih krugova moguće su situacije kada u krugu teče struja određene veličine, a opterećenje je predviđeno za znatno manju potrošnju. Posebno za ovaj slučaj izumljena su originalna rješenja kruga, koja se nazivaju razdjelnici struje. Njihov se rad temelji na Kirchhoffovom zakonu poznatom iz tečaja fizike.
Definicija i princip rada
Razdjelnik struje je poseban električni krug njihova 2 otpora, kroz koji je moguće podijeliti ukupnu struju I na dvije komponente (fotografija dolje).
Svaka od komponenata I1 i I2 poprima vrijednosti ovisno o omjeru dva otpornika (oni su obrnuto proporcionalni njemu). S jednakim otporima, pola struje će protjecati kroz svaki od njih.
Bilješka: Teoretska osnova principa rada otpornog razdjelnika osnovni je Kirchhoffov zakon (zbroj struja na izlazu i ulazu je jednak).
Ponekad se za figurativni prikaz protok elektrona uspoređuje s brzom rijekom u kojoj brzina kretanja vode odgovara trenutnoj snazi u vodiču. Ako njegov kanal podijelimo na dva jednaka i paralelna tekuća dijela, tada će se tlak vode u svakom od njih (trenutna snaga) smanjiti točno za polovicu.
Analiza kruga dijeljenja struje
Za početak predstavimo ga u donjem obliku.
Razlika potencijala (napona) između ulazne točke "A" i izlaza "B" jednaka je za oba otpornika. Svaki od njih ima vlastiti otpor, a njihov se zbroj izračunava pomoću formule za paralelno povezivanje, dane u nastavku:
Prema Kirchhoffovom pravilu (prvo), ukupna struja definira se kao zbroj dviju komponenata koje se granaju duž lanaca. A struje u svakom od ovih krugova određuju se formulama, koje uključuju vrijednosti otpornika ugrađenih u njih. Drugim riječima, to se može izraziti na sljedeći način: da bi se promijenila struja u ventilatoru, na primjer uključenom umjesto jednog od otpora, dovoljno je promijeniti vrijednost drugog (paralelno s njim) otpora.
Ugradnjom potenciometra s promjenjivom vrijednošću na njegovo mjesto moguće je regulirati brzinu vrtnje lopatica ventilatora (promijeniti struju u njemu) u određenim granicama. Ova ograničenja ovise o unutarnjem otporu namota motora uređaja i opsegu promjene vrijednosti potenciometra.
Primjer izračuna trenutnog djelitelja
Kao primjer, razmotrite slučaj pronalaska vrijednosti I1 i I2 u umjetno organiziranom razdjelniku struje s poznatom ukupnom vrijednošću I = 0,6 Ampera. Za to će biti potrebne formule prikazane na donjoj fotografiji:
Na primjer, R1 je 100 ohma, a R2 20 ohma.
Daljnje radnje su kako slijedi:
- Prema formuli za struju u jednoj od grana, nalazimo: I1 = 0,6x20 / (100 + 20) = 0,1 Ampera.
- Za drugu komponentu određujemo: I2 = 0,6x100 / (100 + 20) = 0,5 Ampera.
- Budući da postoji pad snage na R1 i R2, oni su također odabrani prema ovom pokazatelju pomoću formule: P = IhIhR.
Za otpor R1 P = 0,1x0,1x100 = 1 W, a za R2 ovaj pokazatelj je P = 0,5x0,5x20 = 5 W. Uzimajući u obzir maržu, odabire vrijednosti od 2, odnosno 10 W.