3.4.3 Feszültségosztás
Feszültségosztás törvénye
Az Ohm és Kirchhoff törvényeket nevezetes kapcsolásokra alkalmazva további fontos törvényszerűségeket állapíthatunk meg.
Ellenállások soros kapcsolásából vezethető le a feszültségosztás törvénye (27. ábra). Ekkor az ellenállásokon azonos az áramerősség, miközben R1-en U1, R2-n pedig U2 feszültség lép fel. Külön-külön felírható az Ohm törvény:
és .
A két egyenletet összevonva:
, amelyből .
Soros kapcsolásban az egyes ellenállásokon fellépő feszültségek úgy aránylanak egymáshoz, mint az ellenállásaik értékei.
Feszültségosztó
A feszültségosztás törvényén alapszik az elektronika egyik gyakran alkalmazott áramköre a feszültségosztó.
A feszültségosztó egy négypólus. A legegyszerűbb esetben két sorba kötött ellenállásból áll (28. ábra) A rendszer A és B pontja közé feszültséget kapcsolva (ez a négypólus bemenete) áram alakul ki, és az ellenállásokon feszültségesés lép fel. Kirchhoff II. törvénye értelmében a két feszültség összege mindig megegyezik a tápláló generátor feszültségével. Kimenetként bármelyik ellenállás felhasználható, mi most az R2 ellenállás C és D pontjait választjuk.
Tehetetlen állapotban (a kimenetre nem kapcsolunk fogyasztót) a feszültségosztás törvényét felírva:
, ebből kifejezve az osztó kimenő feszültségét: .
Ha az osztót terheljük, a terhelő-ellenállás (Rt) R2-vel párhuzamosan kapcsolódik (29. ábra), vagyis R2 helyett
Ellenállásunk lesz, amely kisebb mint, R2, ezért a terhelt osztó kimeneti feszültsége is mindig kisebb, mint az terheletlené.
29. ábra
Terhelt feszültégosztó
Természetesen a feszültségosztó képletét használhatjuk bonyolultabb elrendezések esetén is, ekkor a bonyolult hálózatrészt vissza kell vezetni (kis gyakorlás után, már gondolatban is fog menni) két ellenállás soros kapcsolására.
Feszültségosztók esetén, ha a kimeneti feszültséget szabályozhatóvá akarjuk tenni, potenciométereket használunk.
Kiegészítő ismeretek