Делитель напряжения на воде
Два резистора — два сужения трубы друг под другом. Из давления между ними получается меньшее напряжение. Как из 9 В сделать 3 В, и почему под нагрузкой оно проседает — смотрите на схеме, а калькулятор справа подберёт резисторы.
Ток, напряжение и мощность на каждом резисторе
| Элемент | R | Напряжение U | Ток I | Мощность P | Какой резистор подобрать |
|---|
Как из 9 В получить 3 В
Давление делится
Вода проходит через два сужения подряд. Давление падает на каждом пропорционально его сопротивлению: Uвых = Uвх · R2 / (R1 + R2).
Пример: 9 В → 3 В
Нужна треть давления, значит на R2 приходится 1/3, на R1 — 2/3: R1 = 2 · R2. Например, R1 = 2 кОм и R2 = 1 кОм. Ток делителя: 9 / 3000 = 3 мА.
Мощность на резисторах
P = I² · R. Чем меньше сопротивления делителя, тем больше ток и тем сильнее греются резисторы — и тем быстрее садится батарейка.
Почему под нагрузкой проседает
Нагрузка — параллельный путь
Мотор или резистор подключены к среднему узлу параллельно R2: часть воды уходит к ним. Нижнее сопротивление становится R2 ∥ Rн — меньше, чем R2, и доля давления на нём падает.
Чем больше ток нагрузки — тем сильнее просадка
Мотор на 3,2 В (160 Ом) — очень тяжёлая нагрузка для делителя из килоомов: напряжение упадёт почти до нуля. Делитель — не источник питания.
Как не просаживаться
Берите сопротивления делителя в 10 раз меньше сопротивления нагрузки: Rн ≥ 10 · R2 (просадка ≈ 9 %) или ток делителя ≥ 10 × ток нагрузки. Для мощных нагрузок используют стабилизатор.