Задача На Делитель Напряжения

[magbet]

Добрый день!

Требуется помощь в решении задачи.

Имеется делитель напряжения из двух резисторов R1 и R2. Входное напряжение 300 В, на выходе 5 В.

Ток нагрузки равен 2 мА.

Неоходимо получить формулы для расчета сопротивлений.

При этом известно, что стандартная формула для расчета не подходит.

Схему прилагаю.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[malenich]

"При этом известно, что стандартная формула для расчета не подходит." - кто сказал?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Света]

При этом известно, что стандартная формула для расчета не подходит.

Вы бы привели "стандартную формулу", чтобы нам её случайно не применить...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[magbet]

А что.закон ОМА отменили???

Конечно, не отменили.

Наверное, не совсем корректно подана информация про ток нагрузки.

Имеется в виду, ток нагрузки, на которую идет 5 В.

Как-то так. Я в этих делах не специалист, не судите строго.

[Rhime]

ниче не понял

[magbet]

"При этом известно, что стандартная формула для расчета не подходит." - кто сказал?

Преподватель, сказал, что здесь использовать формулу для расчета простейшего делителя напряжений не получится, есть какая-то хитрость.

ниче не понял

На делитель напряжения подается 300 В, на выходе получаем 5 В, далее эти 5 В питают нагрузку, к примеру лампочку, по которой течет ток в 2 мА.

Необходимо рассчитать номинал резиторов R1 и R2.

[Стальной]

2 мА - наверное ток через делитель, если через нагрузку, то бесконечно много решений.

Через R2 ток 0,002 А, напряжение 5 В, R2=5/0.002=2500 Ом, мощность 5*0,002=0,01Вт

На R1 напряжение 300-5=295 вольт, сопротивление 295/0,002=147,5 кОм, моща 0,59Вт.

Всё по закону ома.

Изменено 2 июля, 2012 пользователем Стальной

[Rhime]

пойдем другим путем. Напишите стандартную формулу по которой вы бы рассчитывали этот делитель.

[magbet]

пойдем другим путем. Напишите стандартную формулу по которой вы бы рассчитывали этот делитель.

Uвых= Uвх(R2/R2+R1)

наверное,так.

[Rhime]

R1=(Uвх-Uвых)/I

R2=Uвых/I

[Света]

Ну чего же проще, сначала нужно рассчитать сопротивление нагрузки, которое подключено параллельно R2. Для этого всё есть, ток через это сопротивление 2 мА и напряжение на нём 5 В. Ну а потом нижнее плечо будет составлено из двух параллельно включенных сопротивлений и расчёт сводится к простейшим формулам...

[magbet]

Не цитируй предыдущие сообщение полностью Казню!Eldrich.

А каким формулам? я совсем дундук

[Стальной]

Закон Ома!!!

Но если дан ток нагрузки, то значение R1 и R2 нельзя досчитать до числового значения, не хватает одного данного, например какого-нибудь сопротивления.

[magbet]

вообще нужно найти порядок сопротивлений, а затем их отношение.

[Стальной]

[magbet]

Благодарю вас.

Вроде понятно.

Попробую так.

Если будет интересно, то потом поделюсь результами.

[lc433]

Кто такой этот Киргхофф? Что ему здесь нужно? Там ток 2 мА при напряжении 5 Вольт. Этого вполне достаточно для рассчётов.

[Стальной]

На основе законов Кирхгофа, а именно на основе первого правила, мы утверждаем, что I(0)=I(R2)+I(Н).

Просто я много участвую в олимпиадах по физике и привык всё описывать на основании законов.

Изменено 2 июля, 2012 пользователем Стальной

[lc433]

I(0)=I(R2)+I(Н)

Так ведь это вполне логично! По вашей же физике: Сигма токов не может быть меньше её аргументов.

Впрочем, если ввести второй источник и предположить, что благодаря ему желаемый ток достигает те самые 2 мА, то тут картина меняется.

[ramon13]

Интересная задачка!!

Мы университетов не кончали, поэтому я не знаю как такое решать. В жизни такой делитель меня подвел, так как сильно грелся, и я послал его к черту и поставил мини трансформатор для печатных плат.

Но я бы так рассуждал.

295/R1=5/R2 + 0.002

но тут нужно применить соображение насчет КПД

Скажем, мы же не полные идиоты чтобы взять R2=1ом, R1=58.98 Ом - холостой ток будет 5A

А если скажем через R2 течет только 10% от нагрузки, тогда

R2=25000

R1=134000

Это уже разумно.

Взможно, тут еще нужно использовать инфу относительной точности резисторов +|- 10%

Например, взять R2=1 МОм тоже нельзя, так как ток через R1 равный 0.002005 хрен выдержишь. Поэтому - ответ выше.

Порядок R1 определяется легко - 300/0.002 равно 150000 Ом.

R2 можно взять 10% от этого, или 5/300 - хрен знает, чтоб точно нужна задачка на минимакс, например мы не хотим чтоб напруга сильно подскакивала без нагрузки, и так далее - какой оптимум?

если считать как 5/300*150000 имеем R2=2500 Ом, R1=74000 Ом, Напряжение без нагрузки равно 10V, что лучше чем 50V в предыдущем случае. Однако через R2 тут идет в землю не 10%, а половину тока через R1!!! Вот и думайте что лучше.

Возможно, скрытым параметром является напруга делителя без нагрузки. Если положить ток через R2 равен току нагрузки, то подскок при снятии нагрузки будет 5*2=10V - что нормуль.

Можно посчитать например исходя из холостого напряжения 7 вольт.

тогда R2=1000 Ом, R1=42кОм

Изменено 16 июля, 2012 пользователем ramon13

[ramon13]

ну так чае, почему молчат профессионалы??

Сучий препод не сказал пассану, в каких пропорциях распределять ток между нагрузкой и плечем R2.

тем самым дал недоопределенное уравнение с бесконечным множеством решений.

это его "военная хитрость", типа "формулы не помогут". Вот дебил!!

Так в каких пропорциях??

[s_erg]

Тут можно использовать "метод эквивалентного генератора" для делитетеля напряжения (как вариант). пусть будет таже схема, что в 1 посту.

1. напряжение холостого хода (цепь нагрузки разомкнута) UR2=Uвх*R2/R1+R2

2. ток короткого замыкания (R2 закорочено) Iкз=Uвх/R1

3. эквивалентная схема будет состоять из источника напряжения Uэ, которое будет равно UR2

4. к этому источнику напряжения будет последовательно подключен резистор с сопротивлением Rэ, которое можно определить, поделив UR2 на Iкз и будет это R1*R2/R1+R2.

Вообщем получается, что есть источник напряжения Uэ, который имеет внутреннее сопротивление Rэ, далее подключаем к этому источнику нагрузку на которой должно упасть 5в и ток 2ма, т.е получается опять делитель в верхнем плече стоит Rэ а в нижнем нагрузка (типа Rн).

Далее определяем Rн = 2.5 ком. Теперь вот что представляет интерес, действительно в каких пропорциях?

Можно рассуждать так: делитель напряжения не может быть "хорошим" источником напряжения (т.к хороший источник должен обладать очень малым выходным сопротивлением и на делителе будет рассеиваться большая мощность).

Этот пример говорит о том, что внутреннее эквивалентое сопротивление есть у всех типов источников и поэтому надо стремится к тому, чтобы внутреннее сопротивление (в нашем случае Rэ)было значительно меньше сопротивления нагрузки -Rн (чтобы нагрузка как можно меньше влияла на источник). Т.е R1*R2/R1+R2 << 2.5ком, хотя бы раз 10-20. Рисунок почему то не хотел вставляться,но думаю из описания идея понятна...

Изменено 28 июля, 2012 пользователем s_erg

[willowasbest]

Эти доводы интересны в том случае, если необходимы минимальные изменения выходного напряжения при отключенной нагрузке. В данном случае диапазон решений лежит при значениях R2 от ]0 до бесконечности.

[ramon13]

Можно рассуждать так.

При R2 стремящимся к нулю поведение делителя будет напоминать источник напряжения - внутреннее сопротивление мало, напруга не проседает сильно

При R2 стремящимся к бесконечности поведение будет напоминать источник тока - внутреннее сопротивление велико, напруга очень сильно скачет.

Возможно, существует золотая серединка - чтобы делитель напоминал трансформатор - скажем заложить просадку в десятки процентов.

[s_erg]

не совсем согласен:"При R2 стремящимся к бесконечности поведение будет напоминать источник тока - внутреннее сопротивление велико, напруга очень сильно скачет".действительно, если к источнику достаточно высокого (например вольт 200-300) напр подключить резистор, чтобы ток в замкнутой цепи был, допустим, 2ма, то можно получить простейший источник тока. но это будет уже не депитель напр.

например: зарядка аккума - источник вольт 30, акум 1.2в - ток около 80ма, ну ит.д..

Изменено 28 июля, 2012 пользователем s_erg