Pri načrtovanju električnih vezij so možne situacije, ko v tokokrogu teče tok določene velikosti, obremenitev pa je zasnovana za bistveno manjšo porabo. Posebej za ta primer so bile izumljene originalne rešitve vezij, imenovane delilniki toka. Njihovo delo temelji na Kirchhoffovem zakonu, znanem iz tečaja fizike.
Opredelitev in načelo delovanja
Tokovni delilnik je poseben električni tokokrog njihovih dveh uporov, skozi katerega je mogoče skupni tok I razdeliti na dve komponenti (fotografija spodaj).
Vsaka od komponent I1 in I2 prevzame vrednosti, ki so odvisne od razmerja dveh uporov (temu so obratno sorazmerne). Z enakimi nazivnimi upori bo polovica toka tekla skozi vsakega od njih.
Opomba: Teoretična osnova principa delovanja uporovnega delilnika je osnovni Kirchhoffov zakon (vsota tokov na izhodu in vhodu je enaka).
Včasih se za figurativno predstavitev pretok elektronov primerja s hitro reko, pri kateri hitrost gibanja vode ustreza trenutni moči v vodniku. Če njegov kanal razdelimo na dva enaka in vzporedno tekoča dela, se bo tlak vode v vsakem od njih (trenutna moč) zmanjšal natančno za polovico.
Analiza tokokroga za delitev toka
Najprej ga predstavimo v spodnji obliki.
Potencialna razlika (napetost) med vhodno točko "A" in izhodom "B" je enaka za oba upora. Vsak od njih ima svoj upor, njihova vsota pa se izračuna po spodnji formuli za vzporedno povezavo:
V skladu s Kirchhoffovim pravilom (prvi) je skupni tok opredeljen kot vsota dveh komponent, ki se razvejata vzdolž verig. In tokovi v vsakem od teh vezij se določijo s formulami, ki vključujejo vrednosti uporov, nameščenih v njih. Z drugimi besedami, to lahko izrazimo na naslednji način: če želimo na primer spremeniti tok v ventilatorju, ki je vklopljen namesto enega od uporov, je dovolj, da spremenimo vrednost drugega (vzporedno z njim) upora.
Z namestitvijo potenciometra s spremenljivo vrednostjo na njegovo mesto je mogoče v določenih mejah uravnavati hitrost vrtenja lopatic ventilatorja (spremeniti tok v njem). Te omejitve so odvisne od notranje upornosti navitja motorja naprave in obsega spremembe v nazivni vrednosti potenciometra.
Primer izračuna trenutnega delilnika
Kot primer si oglejte primer iskanja vrednosti I1 in I2 v umetno organiziranem delilniku toka z znano skupno vrednostjo I = 0,6 Amperov. Za to bodo potrebne formule, prikazane na spodnji fotografiji:
Na primer, R1 je 100 ohmov, R2 pa 20 ohmov.
Nadaljnji ukrepi so naslednji:
- Po formuli za tok v eni od vej najdemo: I1 = 0,6x20 / (100 + 20) = 0,1 Ampera.
- Za drugo komponento določimo: I2 = 0,6x100 / (100 + 20) = 0,5 Ampera.
- Ker pride do padca moči na R1 in R2, sta tudi izbrana glede na ta indikator po formuli: P = IхIхR.
Za upor R1 P = 0,1x0,1x100 = 1 W in za R2 je ta indikator P = 0,5x0,5x20 = 5 W. Ob upoštevanju meje izbere vrednosti 2 in 10 vatov.