مجزئات الجهد (Voltage Dividers)

مجزئات الجهد (Voltage Dividers)

مجزئ الجهد هو عبارة عن دائرة كهربية بسيطة تقوم بتحويل الجهد العالي إلى جهد أقل. فعن طريق استخدام جهد دخل (input voltage) ومقاومين متصلين على التوالي، يمكننا الحصول على جهد خرج (output voltage) عبارة عن جزء من جهد الدخل. تعتبر مجزئات الجهد أحد الدوائر الكهربية الأساسية المستخدمة في الإلكترونيات. فإذا كان قانون أوم (Ohm’s law) يمثل أساس التعامل مع الإلكترونيات فإن دراسة مجزئات الجهد تعد أول تطبيق على ذلك الأساس.

مجزئ الجهد المثالي (Ideal Voltage Divider)...

هناك جزءان مهمان فيما يتعلق بمجزئ الجهد: الدائرة الخاصة به والمعادلة المستخدمة.

الدائرة...

في مجزئ الجهد يتم تطبيق مصدر جهد على مقاومين متصلين معاً على التوالي. في الأسفل ترى الدائرة مرسومة بصور مختلفة، ولكنها جميع الصور لنفس الدائرة.

سنرمز للمقاوم القريب من جهد المصدر (12Vin) بـ (3k.R1) والمقاوم القريب من الأرضي (ground) سنرمز له بـ (5k.R2). فرق الجهد بين طرفي المقاوم (R2) يُطلق عليه Vout، وهذا هو الجهد الذي تتمثل وظيفة مجزئ الجهد في إخراجه.

وظيفة مجزئ الجهد بسيطة للغاية وهي أن نحصل على جهد Vout عبارة عن جزء (نسبة) من جهد الدخل.

المعادلة المستخدمة....

تفترض المعادلة المستخدمة مع مجزئ الجهد أن لديك معرفة بثلاثة قيم في الدائرة الخاصة به: جهد الدخل (Vin) بالإضافة إلى قيمتي المقاومين (R1 و R2). بمعرفة هذه القيم يمكننا استخدام المعادلة التالية لإيجاد قيمة جهد الخرج (Vout):

هذه المعادلة تنص على أن جهد الخرج يتناسب طردياً مع كل من جهد الدخل والنسبة بين المقاومين R1 و R22.
إذا أردت معرفة من أين تم اشتقاق تلك المعادلة فسنذكر ذلك بالتفصيل في نهاية هذا الدرس. لكن الآن قم فقط بكتابتها وتذكرها.

 الحاسبة...

ما رأيك أن تقوم بتجربة كتابة قيم مختلفة للمدخلات أو المخرجات في معادلة مجزئ الجهد ورؤية النتيجة! في الاسفل يمكنك كتابة قيمة جهد الدخل وقيمتي المقاومين ورؤية قيمة جهد الخرج =

                                                          Vin =  V

                                                         R1 = k Ω  

                                                         R2 = k Ω

                                                           Vout =  V

تبسيطات..

هناك بعض التعميمات التي يجب عليك تذكرها عند التعامل مع مجزئات الجهد، وهي عبارة عن تبسيطات للمعادلة الخاصة بمجزئات الجهد في حالات معينة.

إذا كانت قيمتا المقاومين R1 و R2 متساويتين فعندها تكون قيمة جهد الخرج مساوية لنصف قيمة جهد الدخل بغض النظر عند قيمتا المقاومين.

إذا كانت قيمة المقاوم R2 أكبر بكثير من قيمة المقاوم R1 فعندها تكون قيمة جهد الخرج مقاربة للغاية لقيمة جهد الدخل، ويكون هناك جهد ضئيل للغاية بين طرفي المقاوم R1.

في المقابل إذا كانت قيمة المقاوم R2 أصغر بكثير من قيمة المقاوم R1 فعندها تكون قيمة جهد الخرج ضئيلة بالمقارنة بقيمة جهد الدخل، بينما يكون معظم جهد الدخل بين طرفي المقاوم R1.

تمّت ترجمة هذه المادّة من موقع sparkfun تحت تصريح كرييتف كومّونز 3

(Creative Commons 3.0)