Entwurf und Analyse elektronischer Schaltungen,WiderstandDie Rolle ist sehr wichtig. Widerstände begrenzen nicht nur den Strom, sondern übernehmen auch Spannungsteilungs- und Stromnebenschlussfunktionen. Obwohl sowohl bei der Spannungsteilung als auch bei der Spannungsüberbrückung Widerstände zum Einsatz kommen, sind ihre Funktionsprinzipien und Anwendungsszenarien unterschiedlich. Die Beurteilung, ob ein Widerstand als Spannungsteiler oder Stromshunt fungiert, ist eine grundlegende Fähigkeit, die beim Erlernen und Entwerfen von Schaltkreisen beherrscht werden muss. In diesem Artikel werden die wichtigsten Methoden zur Bestimmung, ob ein Widerstand ein Spannungsteiler oder ein Shunt ist, ausführlich vorgestellt, um den Lesern ein besseres Verständnis der Funktion eines Widerstands zu ermöglichen.
1. Verstehen Sie die Grundkonzepte der Druckteilung und StrömungsteilungUnter Spannungsteilung versteht man die proportionale Verteilung der Gesamtspannung auf jeden Widerstand über mehrere Reihenwiderstände. und Shunting bezieht sich auf die Verteilung des Gesamtstroms auf jeden Zweig über mehrere parallele Widerstände. Die Widerstände im Spannungsteilerkreis sind in Reihe geschaltet, die Widerstände im Nebenschlusskreis sind parallel geschaltet. Dies ist der erste Schritt zur Beurteilung.
2. Beachten Sie die Anschlussart des WiderstandsDer direkteste Weg, die Rolle eines Widerstands zu bestimmen, besteht darin, zu beobachten, wie der Widerstand im Stromkreis angeschlossen ist. Wenn ein Widerstand mit anderen Widerständen in Reihe geschaltet ist und an beiden Enden eine Spannungsquelle oder Signalquelle angeschlossen ist, dann teilt der Widerstand wahrscheinlich die Spannung; Wenn der Widerstand parallel zu anderen Widerständen geschaltet ist und der Strom vom Knoten zu jedem Widerstand separat fließt, fungiert der Widerstand als Shunt.
3. Analysieren Sie die Spannungsverteilung im StromkreisIn einer Spannungsteilerschaltung sind die Spannungswerte an verschiedenen Widerständen normalerweise unterschiedlich und die Summe der Spannungen ist gleich der Gesamtspannung. Durch Messen oder Berechnen der Spannung an einem Widerstand können Sie feststellen, ob der Widerstand die Spannung teilt. Wenn beispielsweise die Spannungen mehrerer Vorwiderstände proportional verteilt sind, teilen die Widerstände die Spannung.
4. Analysieren Sie die Stromverteilung im StromkreisIn einem Nebenschlusskreis wird der Strom entsprechend der Größe des Widerstands auf verschiedene Zweige verteilt. Je kleiner der Widerstand, desto größer der fließende Strom. Durch Messen oder Berechnen des Stroms in jedem Zweig können Sie feststellen, ob der Widerstand überbrückt ist. Wenn beispielsweise der Strom durch mehrere parallel geschaltete Widerstände umgekehrt proportional zum Widerstandswert ist, liegen die Widerstände im Nebenschluss.
5. Nutzen Sie das Ohmsche Gesetz zur BeurteilungDas Ohmsche Gesetz (V=IR) ist ein wichtiges Instrument zur Beurteilung der Wirkung von Widerständen. Durch den bekannten Spannungs-, Strom- oder Widerstandswert kann die unbekannte Größe berechnet werden, um weiter zu bestimmen, ob der Widerstand die Spannung oder den Strom teilt. Wenn beispielsweise Strom und Widerstand bekannt sind, kann die Spannung berechnet werden, um festzustellen, ob sie die Spannungsteilungssituation erfüllt.
6. Kombiniert mit den funktionalen Anforderungen der SchaltungBeim Schaltungsentwurf werden Spannungsteilerwiderstände normalerweise verwendet, um unterschiedliche Spannungsreferenzen bereitzustellen, während Shunt-Widerstände zur Stromverteilung oder zum Schutz des Schaltkreises verwendet werden. In Kombination mit der Gesamtfunktion der Schaltung kann die Analyse der Rolle des Widerstands bei der Beurteilung hilfreich sein. Wenn der Widerstand beispielsweise zum Einstellen der Signalspannung verwendet wird, handelt es sich normalerweise um einen Spannungsteiler. Wenn es zur Verteilung des Laststroms verwendet wird, handelt es sich normalerweise um einen Shunt.
7. Beobachten Sie das Knotenpotential am WiderstandBei einer Spannungsteilerschaltung liegen die mit beiden Enden des Widerstands verbundenen Knoten auf unterschiedlichem Potenzial, während bei einer Shunt-Schaltung die mit beiden Enden parallel verbundenen Knoten auf dem gleichen Potenzial liegen. Durch Messen der Knotenspannung kann schnell die Rolle des Widerstands bestimmt werden.
8. Verstehen Sie die Arten von Stromquellen in SchaltkreisenIn Gleichstromkreisen und Wechselstromkreisen verhalten sich Spannungsteilung und Nebenschluss unterschiedlich. In allgemeinen Gleichstromkreisen ist es üblich, Spannungsteilerwiderstände in Reihe zu schalten, um die Spannung zu verteilen. Shunt-Widerstände kommen häufiger in Parallelzweigen vor. Abhängig von der Art der Stromversorgung und der Schaltungsstruktur kann es auch bei der Beurteilung hilfreich sein.
9. Verwenden Sie zur Überprüfung eine SchaltungssimulationssoftwareModerne Elektronikdesigner verwenden häufig Simulationssoftware (wie Multisim, LTspice) zur Analyse von Schaltkreisen. Mithilfe einer Simulationssoftware können Sie die Spannungs- und Stromverteilung visuell beobachten und genau bestimmen, ob es sich bei dem Widerstand um einen Spannungsteiler oder einen Shunt handelt.
Der Schlüssel zur Bestimmung, ob es sich bei einem Widerstand um einen Spannungsteiler oder einen Stromshunt handelt, liegt in der Beobachtung der Anschlussart des Widerstands sowie der Spannungs- und Stromverteilung und der Durchführung einer umfassenden Analyse in Kombination mit den Schaltkreisfunktionen. Die Spannungsteilerwiderstände sind in Reihe geschaltet, um die Spannung proportional zu verteilen; Die Shunt-Widerstände sind parallel geschaltet, um den Strom entsprechend der Widerstandsgröße zu verteilen. Die Beherrschung der oben genannten Methoden kann Elektronikingenieuren und Enthusiasten dabei helfen, die Rolle von Widerständen genau zu verstehen und die Schaltungsdesign- und Analysefähigkeiten zu verbessern. Ich hoffe, dass der Inhalt dieses Artikels Ihnen wertvolle Hinweise zum Erlernen und Üben von Schaltkreisen geben kann.
