Что такое калькулятор делителя тока?
В параллельных цепях общий ток разделяется на несколько путей. Величина тока, протекающего по каждой ветви, зависит от её сопротивления по сравнению с другими ветвями. Калькулятор делителя тока применяет правило делителя тока для быстрого определения тока в каждой ветви параллельной сети.
Это полезно, когда:
- Проверка распределения тока между параллельными резисторами
- Оценка токов датчиков или шунтов в измерительных цепях
- Проектирование сетей смещения и эталонных делителей
- Проверка того, превысит ли какая-либо ветвь свою номинальную мощность
Текущее правило делителя
Для двух резисторов R 1 и R 2 , соединенных параллельно и разделяющих общий ток I T , токи ветвей равны:
-
Филиал 1:
I 1 = I T × R 2 / (R 1 + R 2 ) -
Филиал 2:
I 2 = I T × R 1 / (R 1 + R 2 )
Обратите внимание, что меньшее сопротивление получает большую долю тока , поскольку оно оказывает меньшее сопротивление приложенному напряжению.
Общая форма для N ветвей
При наличии более двух параллельных ветвей удобно работать с проводимостью (G = 1 / R). Если общий ток равен I T и каждая ветвь имеет сопротивление R k (проводимость G k ), то:
I k = I T × (G k / ΣG i ) = I T × ( (1 / R k ) / Σ(1 / R i ) )
Калькулятор использует это общее выражение, поэтому он может обрабатывать любое количество параллельных резисторов или нагрузок.
Делитель тока против делителя напряжения
Полезно сравнить делитель тока с более знакомым делителем напряжения:
| Концепция | Делитель напряжения | Делитель тока |
|---|---|---|
| Топология | Последовательные резисторы | Параллельные резисторы |
| Общее количество | Одинаковый ток через все резисторы | Одинаковое напряжение на всех ветвях |
| Количество выходного продукта | Напряжение на резисторе | Ток через резистор |
| Правило | Напряжение пропорционально сопротивлению | Ток пропорционален проводимости (1/R) |
Реализованные примеры
Пример 1 – два параллельных резистора
- Я Т = 2 А
- R 1 = 100 Ом
- R 2 = 50 Ом
Общий ток делится следующим образом:
I 1 = 2 A × 50 / (100 + 50) ≈ 0.67 A
I 2 = 2 A × 100 / (100 + 50) ≈ 1.33 A
Меньшее сопротивление (50 Ом) проводит в два раза больший ток, чем ветвь 100 Ом.
Пример 2 – три параллельные ветви
- Я Т = 1 А
- R 1 = 100 Ом
- R 2 = 200 Ом
- R 3 = 50 Ом
Вычислить проводимости:
G 1 = 1/100 = 0,01 S
G 2 = 1/200 = 0,005 S
G 3 = 1/50 = 0,02 S
ΣG = 0,035 S
Тогда токи ветвей равны:
-
I 1 = 1 A × 0.01 / 0.035 ≈ 0.286 A -
I 2 = 1 A × 0.005 / 0.035 ≈ 0.143 A -
I 3 = 1 A × 0.02 / 0.035 ≈ 0.571 A
Советы по проектированию при использовании делителей тока
- Проверьте мощность в каждой ветви: как только вы узнаете ток, вычислите P = I²R, чтобы убедиться, что ни один резистор не превышает свою номинальную мощность.
- Избегайте использования согласованных компонентов в целях безопасности: небольшие различия в допусках могут изменить распределение тока; добавьте запас или используйте специальные сети распределения тока для электроприборов.
- Учитывайте температурные коэффициенты: по мере нагревания резисторов их номинал изменяется, что может еще больше сместить распределение тока в мощных цепях.
- Используйте делители тока для измерения: шунтирующие резисторы небольшого номинала можно использовать в одной ветви для измерения тока, не внося слишком большого вклада в остальную часть сети.
Этот калькулятор поможет вам визуализировать распределение тока в параллельных сетях, что позволит вам проектировать более безопасные и надежные силовые каскады, схемы датчиков и цепи смещения в промышленных и встраиваемых системах.
