電子回路設計では、分圧回路とシャント回路の 2 つは一般的で重要な回路タイプです。これらは、電圧、電流、信号処理の測定において重要な役割を果たします。これら 2 つの回路の動作原理を理解することは、エンジニアやエレクトロニクス愛好家がさまざまな電子デバイスをより適切に設計し、応用するのに役立ちます。この記事では、分圧回路とシャント回路の基本概念から始めて、その原理と用途を詳細に分析します。
1. 分圧回路の基本概念分圧回路は複数の回路を使用しています。抵抗直列接続、電圧を分配して必要な電圧値を得る回路。中心となるアイデアは、抵抗器の抵抗比に従って合計電圧を各抵抗器に分配し、それによって分圧を実現することです。分圧回路は、電圧測定、信号調整、電源設計で広く使用されています。
2. 分圧回路の動作原理分圧回路の原理は、オームの法則 (V=IR) と直列抵抗の電圧分布特性に基づいています。直列抵抗に流れる電流は等しくなりますが、電圧は抵抗値に比例して分割されます。直列に接続された 2 つの抵抗 R1 と R2 があり、合計電圧が V、合計電流が I であると仮定すると、抵抗の両端の電圧はそれぞれ V1=IR1 と V2=IR2 となります。適切な抵抗値を選択することで、目的の分圧器出力を得ることができます。
3. 分圧回路の応用シナリオ分圧回路は、電圧検出と信号調整によく使用されます。たとえば、マイクロコントローラーの入力端子が高電圧に耐えられない場合、チップの安全性を保護するために分圧回路を通じて入力電圧が低下します。さらに、分圧回路が使用されていますポテンショメータ音量やライトの明るさなどを調整します。
4. シャント回路の基本概念シャント回路は主に電流の測定に使用されます。電流は通常、既知の小さな抵抗を持つ抵抗器 (シャント抵抗器と呼ばれます) を回路内で直列に接続し、その両端の電圧降下を測定することによって計算されます。シャント回路の鍵は、電圧と電流の関係を通じて間接的に電流を測定することです。
5. シャント回路の動作原理シャント回路はオームの法則を使用して、既知のシャント抵抗 R と測定された電圧降下 V を流れる電流 I=V/R を計算します。シャント抵抗の抵抗は非常に小さいため、測定精度を確保しながら主回路への影響を最小限に抑えることができます。
6. シャント回路の応用シナリオシャント回路は、電流検出、電源管理、および保護回路で広く使用されています。たとえば、バッテリ管理システムは、シャント抵抗を通る充放電電流を監視してバッテリの安全性を確保します。モーター制御システムはシャント回路を使用して過電流保護を実現します。
7. 分圧回路とシャント回路の違いと接続分圧回路とシャント回路はどちらも電圧と抵抗を必要としますが、その機能と用途は異なります。分圧回路は主に分圧と調整に使用され、シャント回路は電流測定に使用されます。どちらもオームの法則に基づいており、正確な測定を保証するにはどちらも抵抗パラメータを正確に選択する必要があります。
8. 分圧回路と分流回路を設計する際の注意事項分圧回路を設計するときは、負荷の変化による不正確な分圧を避けるために、負荷の影響を考慮する必要があります。シャント回路の設計では、過剰な電力消費と発熱を防ぐために、抵抗値が低く、十分な電力を持つシャント抵抗器を選択する必要があります。同時に、測定器の内部抵抗も測定結果に影響を与えるため、合理的に一致させる必要があります。
：分圧回路とシャント回路は電子計測における基本的な回路であり、それぞれ分圧と電流測定に使用されます。これら 2 つの回路を合理的に設計して適用することにより、効率的かつ正確な電気パラメータの検出と制御を実現できます。電子エンジニアや技術者にとって、その原理と応用を習得することは、回路設計能力を向上させる上で非常に重要です。この記事の説明が、読者の皆様に分圧回路とシャント回路の基本原理を深く理解し、実際のアプリケーションへの強力なサポートとなることを願っています。
