Current Divider Circuits en de Current Divider-formule

Een parallelle schakeling wordt vaak een stroomdeler genoemd vanwege zijn vermogen om de totale stroom in fractionele delen te verdelen of te verdelen.

Laten we, om te begrijpen wat dit betekent, eerst een eenvoudige parallelle schakeling analyseren, waarbij we de vertakkingsstromen door afzonderlijke weerstanden bepalen

Wetende dat de spanningen over alle componenten in een parallelle schakeling hetzelfde zijn, kunnen we onze spanning/stroom/weerstandstabel invullen met 6 volt over de bovenste rij:

Met behulp van de wet van Ohm (I=E/R) kunnen we elke takstroom berekenen:

Wetende dat vertakkingsstromen optellen in parallelle circuits om gelijk te zijn aan de totale stroom, kunnen we tot de totale stroom komen door 6 mA, 2 mA en 3 mA op te tellen:

De laatste stap is natuurlijk om de totale weerstand te berekenen. Dit kan met de wet van Ohm (R=E/I) in de kolom “totaal”, of met de parallelle weerstandsformule van individuele weerstanden. Hoe dan ook, we krijgen hetzelfde antwoord:

Nogmaals, het moet duidelijk zijn dat de stroom door elke weerstand gerelateerd is aan zijn weerstand, aangezien de spanning over alle weerstanden hetzelfde is. In plaats van direct evenredig te zijn, is de relatie hier er een van omgekeerde proportie. Bijvoorbeeld de stroom door R₁ is twee keer zoveel als de stroom door R₃ , die tweemaal de weerstand van R₁ . heeft .

Als we de voedingsspanning van dit circuit zouden veranderen, zien we dat (verrassing!) deze proportionele verhoudingen niet veranderen:

Huidige verhoudingen berekenen

De stroom door R₁ is nog steeds precies het dubbele van R₃ , ondanks het feit dat de bronspanning is veranderd. De evenredigheid tussen verschillende takstromen is strikt een functie van weerstand.

Ook doet denken aan spanningsdelers is het feit dat aftakstromen vaste verhoudingen zijn van de totale stroom. Ondanks de verviervoudiging van de voedingsspanning blijft de verhouding tussen de eventuele aftakstroom en de totale stroom ongewijzigd:

Nu kunnen we zelf het punt zien dat we aan het begin van deze pagina maakten:een parallelle schakeling wordt vaak een stroomdeler genoemd. vanwege zijn vermogen om de totale stroom in fractionele delen te verdelen of te verdelen.

De huidige delerformule

Met een beetje algebra kunnen we een formule afleiden voor het bepalen van de parallelle weerstandsstroom, gegeven niets meer dan de totale stroom, individuele weerstand en totale weerstand:

De verhouding van totale weerstand tot individuele weerstand is dezelfde verhouding als de individuele (tak)stroom tot de totale stroom. Dit staat bekend als de huidige delerformule , en het is een snelkoppelingsmethode voor het bepalen van vertakkingsstromen in een parallelle schakeling wanneer de totale stroom bekend is.

Voorbeeld van huidige delerformule

Als we het originele parallelle circuit als voorbeeld gebruiken, kunnen we de vertakkingsstromen opnieuw berekenen met behulp van deze formule, als we beginnen met het kennen van de totale stroom en totale weerstand:

Als je de tijd neemt om de twee delerformules te vergelijken, zul je zien dat ze opmerkelijk veel op elkaar lijken. Merk echter op dat de verhouding in de spanningsdelerformule R_n . is (individuele weerstand) gedeeld door R_Totaal , en hoe de verhouding in de huidige delerformule R_Totaal . is gedeeld door R_n :

Huidige delerformule versus spanningsdelerformule

Het is vrij eenvoudig om deze twee vergelijkingen te verwarren, waardoor de weerstandsverhoudingen achteruit gaan. Een manier om de juiste vorm te onthouden, is door in gedachten te houden dat beide verhoudingen in de spannings- en stroomdelervergelijkingen kleiner dan één moeten zijn. Dit zijn tenslotte divider vergelijkingen, niet vermenigvuldiger vergelijkingen! Als de breuk ondersteboven is, geeft deze een verhouding groter dan één, wat niet klopt.

Wetende dat de totale weerstand in een serieschakeling (spanningsdeler) altijd groter is dan een van de individuele weerstanden, weten we dat de breuk voor die formule R_n moet zijn meer dan R_Totaal . Omgekeerd, wetende dat de totale weerstand in een parallel (stroomdeler) circuit altijd kleiner is dan een van de individuele weerstanden, weten we dat de breuk voor die formule R_Totaal moet zijn over R_n .

Toepassing voorbeeld stroomverdelercircuit:elektrisch metercircuit

Stroomverdelercircuits vinden ook toepassing in elektrische metercircuits, waar een fractie van de gemeten stroom door een gevoelig detectieapparaat moet worden geleid. Met behulp van de huidige delerformule kan de juiste shuntweerstand worden aangepast aan de juiste hoeveelheid stroom voor het apparaat in een bepaald geval:

BEOORDELING:

• Parallelle circuits proporteren, of "verdelen", de totale circuitstroom over individuele aftakstromen, waarbij de verhoudingen strikt afhankelijk zijn van weerstanden:I_n =I_Totaal (R_Totaal / R_n )

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Werkblad voor stroomverdelercircuits