Làm thế nào để đặt tên cho điện trở này đang làm gì?

Tôi có một mạch cơ bản sử dụng một quang điện trở được cung cấp bởi nguồn năm volt. Tôi đã thực hiện dự án này để cho con trai tôi xem về các cảm biến khác nhau và đã sử dụng một mạch mà tôi đã tìm thấy trên mạng. Nó trông giống như thế này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Cách duy nhất tôi có thể giải thích điều này là điện trở sẽ cung cấp đường dẫn an toàn xuống đất để dòng điện không chảy vào và làm tổn thương cảm biến analog (chỉ để lại "điện áp" để đọc từ điện trở quang).

Tôi không chắc chắn quan điểm của nó là bảo vệ nó. Tôi đã xem xét các ví dụ về điện trở kéo / kéo xuống, tuy nhiên dường như đó là để ngăn đầu vào logic "nổi". Có vẻ như nó sẽ không làm như vậy trong mạch này vì nó là một nguồn cung cấp điện áp biến đổi liên tục.

Làm thế nào để tôi đặt tên cho mục đích của nó?

Nó không phải để bảo vệ, nó tạo thành một bộ chia điện áp với tế bào quang điện.

Đối với một tế bào quang điện điển hình, điện trở có thể khác nhau giữa nói, 5 kΩ (sáng) và 50 kΩ (tối)
Lưu ý rằng các giá trị thực tế có thể khá khác nhau đối với cảm biến của bạn (bạn sẽ cần kiểm tra biểu dữ liệu cho những cảm biến đó)

Nếu chúng ta bỏ điện trở ra, đầu vào tương tự sẽ thấy 5 V (giả sử đầu vào tương tự có trở kháng đủ cao để không ảnh hưởng đáng kể đến mọi thứ)
Điều này là do không có gì để giảm dòng điện và sụt áp.

Không có điện trở

Giả sử cảm biến được kết nối với một opamp có điện trở đầu vào là 1 M (khá thấp khi opamp đi, có thể là 100 MΩ)

Khi không có ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện và điện trở của nó ở mức 50 kΩ chúng ta nhận được:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 4.76~\mathrm{V}$$

Khi có ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện và điện trở của nó ở mức 5 kΩ, chúng ta nhận được:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.98~\mathrm{V}$$

Vì vậy, bạn có thể thấy nó không được sử dụng nhiều như thế này - nó chỉ dao động ~ 200 mV giữa sáng / tối. Nếu điện trở đầu vào của opamp cao hơn bình thường, bạn có thể nói vài câuVV.

Với điện trở

Bây giờ nếu chúng ta thêm điện trở khác vào đất thì nó thay đổi mọi thứ, giả sử chúng ta sử dụng điện trở 20 kΩ. Chúng tôi giả định rằng bất kỳ điện trở tải nào đủ cao (và điện trở nguồn đủ thấp) sẽ không tạo ra bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào nên chúng tôi không đưa nó vào tính toán (nếu chúng tôi làm như vậy sẽ giống như sơ đồ dưới cùng trong câu trả lời của Russell)

Khi không có ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện và điện trở của nó ở mức 50 kΩ, chúng ta sẽ nhận được:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.429~\mathrm{V}$$

Với ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện và điện trở của nó là 5k, chúng tôi nhận được:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.0~\mathrm{V}$$

Vì vậy, bạn có thể hy vọng thấy tại sao điện trở là cần thiết để dịch sự thay đổi điện trở thành điện áp.

Với sức đề kháng bao gồm

Chỉ cần kỹ lưỡng, giả sử bạn muốn bao gồm khả năng chịu tải 1 MΩ trong các tính toán từ ví dụ trước:

Để làm cho công thức dễ nhìn hơn, hãy đơn giản hóa mọi thứ. Bây giờ điện trở 20 kΩ sẽ song song với điện trở tải, vì vậy chúng ta có thể kết hợp cả hai thành một điện trở hiệu quả:

$$\frac{20~\mathrm{k}\Omega \times 1000~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 1000~\mathrm{k}\Omega} \approx 19.6~\mathrm{k}\Omega$$

Bây giờ chúng ta chỉ cần thay thế 20 kΩ trong ví dụ trước bằng giá trị này.

Không có ánh sáng:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.408~\mathrm{V}$$

Với ánh sáng:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 3.98~\mathrm{V}$$

Như mong đợi, không có nhiều khác biệt, nhưng bạn có thể thấy những điều này có thể cần được tính toán như thế nào trong các tình huống nhất định (ví dụ với điện trở tải thấp - hãy thử chạy phép tính với tải 10 kΩ để thấy sự khác biệt lớn)

(1) Điều này thêm vào những gì Oli nói.

Điều này áp dụng nếu một tải đầu ra là vắng mặt hoặc là nhiều hơn thế cao hơn trong kháng hơn R1 hoặc R2 và như vậy có thể được bỏ qua.

Định luật Ohms cho chúng ta biết rằng điện áp rơi trên một điện trở tỷ lệ thuận với I và điện trở R hiện tại, do đó

• V = I x R

Iin hiện tại chảy qua R1 và sau đó qua R2 xuống đất.
Vì hiện tại là chung cho cả hai và cũng giống như Iin, chúng ta không cần phải đề cập đến I_in, I_R1 và I_R2 - chúng ta chỉ có thể gọi bất kỳ hiện tại nào là "Tôi" vì tất cả đều giống nhau.

Vì thế

• Điện áp trên R1, V_R1 = I x R1

• Điện áp trên R2, V_R2 = I x R2.

Sắp xếp lại các phương trình chúng ta có thể viết

• I = V_R1 / R1 và

  I = V_R2 / R2

Vì nó giống nhau nên hai đường thẳng bằng nhau vậy

• V_R1 / R1 = V_R2 / R2

hoặc - V_R1 / V_r2 = R1 / R2

Đó là, điện áp rơi trên các điện trở trong một bộ chia điện áp không tải tỷ lệ thuận với giá trị của điện trở.

Vì vậy, ví dụ: chúng ta có 12 V trên một bộ chia 30k + 10k thì khi các giá trị điện trở là 3: 1, điện áp cũng sẽ là 3: 1. Vì vậy, điện áp trên 30k sẽ là 9 Volts và điện áp trên 10k sẽ là 3 volt.

Điều này khá rõ ràng một khi bạn sử dụng nó đủ để nó trở nên chính xác trên = bingly, nhưng vẫn rất mạnh mẽ và hữu ích.

---

Nếu Vin có điện trở trong và nếu có điện trở tải thì các phương trình trở nên phức tạp hơn. KHÔNG phức tạp và không đặc biệt khó khăn - chỉ phức tạp hơn. Để giúp bạn trong khi bạn học, máy tính onine này cho phép bạn tính toán các giá trị cho mạch này:

http://www.vk2zay.net/calculators/simpleDivider.php