Струјни разделник

Слика 1: Шема електричног кола илуструју тренутну поделу. Нотација R_T. се односи на укупну отпорност кола десно од отпорника R_X.

У електроници, струјни разделник је једноставно линеарно коло које производи излаз електричне струје (I_X) да је део њене улазне струје (I_T). Тренутна подела се односи на цепања струја између огранака делитеља. Струје у различитим гранама таквог кола ће увек поделити на такав начин да се минимална укупна енергија утроши.

Формула која описује тренутног делитеља је слична у форми да је за напонског разделника. Међутим, однос описује тренутну поделу ставља импедансу неразмотрене гране у бројилац, за разлику од напона поделе где је импеданса у бројиоцу. То је зато што у струјном разделнику, укупна енергија утрошена је минимизирана, што доводи у струјама које иду кроз стазе најмањом импедансом, зато реципрочном односу са импедансом. С друге стране, струјни разделник се користи да задовољи Кирхофов закон. Напон око петље мора сумирати на нулу, тако да капе напона морају бити равномерно подељен у директној вези са импедансом.

Да будемо прецизни, уколико су два или више импеданса паралелна, струја која улази у комбинацију ће бити подељена између њих у обрнутој сразмери са њиховим импедансама (према Омовом закону). Такође следи да ако импедансе имају исту вредност онда је струја једнако подељена.

Струјни разделник

Општа формула за текућу I_X у отпорнику R_X да је паралелно са комбинацијом осталих отпорника од укупног отпора R_T је (види слику 1):

$I_{X}={\frac {R_{T}}{(R_{X}+R_{T})}}I_{T}\$

Где је I_T укупна струја улази у комбинацију мреже R_X паралелно са R_T. Обратите пажњу да када R_T се састоји од паралелне комбинације отпорника, кажу R₁, R₂, ... Итд, онда реципрочно сваког отпорника мора се додати да пронађе укупан отпор R_T:

${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...\ .$

Општи случај

Иако резистивни Разделник је најчешћи, струја Разделник може бити направљен од фреквентног зависног импеданса а. У општем случају струја ја I_X се добија:

$I_{X}={\frac {Z_{T}}{Z_{X}+Z_{T}}}I_{T}\ ,$

Коришћење пријема

Уместо да користите импеданцу , струјног разделника, правило се може применити баш као струјни разделник правила ако пријем (инверзна од импедансе) се користи.

$I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}$

Водите рачуна да се приметити да Y_Total је једноставан додатак, не збир инверсес знацима (као што би урадила за стандардне паралелно ресистиве мреже). За слици 1, струја ја I_X

$I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}={\frac {\frac {1}{R_{X}}}{{\frac {1}{R_{X}}}+{\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}}}I_{T}$

Пример: РЦ комбинације

Слика 2: Ниско пролазни РЦ струјни разделник

Слика 2 приказује једноставног тренутног делитеља сачињен од кондензатора и отпорника. Користећи формулу изнад, струја у отпорнику је дата са:

$I_{R}={\frac {\frac {1}{j\omega C}}{R+{\frac {1}{j\omega C}}}}I_{T}$

$={\frac {1}{1+j\omega CR}}I_{T}\ ,$

Где Z_C = 1/(jωC) је импеданса кондензатора и j је имагинарна јединица.

Производ τ = CR је познат као време константа на плочи, и учесталости за који ωCR = 1 се зове угао фреквенција од кола. Пошто кондензатор има нулту импедансу на високим фреквенцијама и бесконачну импедансу на ниским фреквенцијама, струја у отпорнику остаје на свом ДЦ вредности I_T за фреквенције до корнер фреквенцији, након чега се капи ка нули за вишим фреквенцијама као кондензатор ефикасно кратког споја а отпорник. Другим речима, садашњи Разделник је Филтер пролаза ниских тонова за струја у отпорника.

Учитавање ефекат

Слика 3: струја појачало (сива кутија) вођен Нортон извора (i_S, R_S) и са отпорника оптерећењем R_L. Струјни разделник у плавој кутији на улазу (R_S,R_in) смањује тренутну добит, као што то чини струјни разделник у зеленом пољу на излаз (R_out,R_L)

Добитак од појачала углавном зависи од њених изворних и оптерећења завршетака. Струјна појачала и транскондуктивношћу појачала одликују излазним стањем кратког споја, а струјна појачала и трансресистанце појачала карактерише користећи идеалу бесконачну импедансу тренутног извора. Када појачало престаје коначном, не-нула престанка, и / или вођен не-идеалног извора, ефективна добит је смањена због утовар ефекат на излазу и / или улазу, који се може схватити у смислу садашњег поделе.

Слика 3 приказује пример струјног појачала. Појачало (сива кутија) има улазни отпор R_in А излазни отпорник R_out и идеалана струјни добитак A_i. Са идеална струја возач (бесконачан отпор Нортон) све извор струја i_S постаје улазна струја на појачало. Међутим, за Нортонову теорему струјни разделник се формира на улазу који смањује унос струју на

$i_{i}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}}i_{S}\ ,$

што је јасно мања од i_S. Исто тако, за кратког споја на излазу, појачало испоручује излазну струју i_o = A_i i_i до кратког споја. Међутим, када је оптерећење од нуле отпорник R_L, струја достављена оптерећење се смањује садашња подела на вредност:

$i_{L}={\frac {R_{out}}{R_{out}+R_{L}}}A_{i}i_{i}\ .$

Комбинујући ове резултате, идеално струја гаин A_i реализован са идеалном возача и оптерећење кратког споја се своди на 'Лоадед користољубља' A_loaded:

$A_{loaded}={\frac {i_{L}}{i_{S}}}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}}$ ${\frac {R_{out}}{R_{out}+R_{L}}}A_{i}\ .$

Отпорника показатељи у горњем изразу се зове фактор учитавања.

Једнострани против билатералних појачала

Слика 4: Струјна појачало као билатерална мрежа два порта; повратне преко зависног напона извор добитка β V/V

Слика 3.а у вези дискусије се односи на једнострана појачалом. У општијем случају када је појачало представљена са два лука, улазни отпор појачала зависи од оптерећења, а излазна отпорност на изворне импедансе. Утовар фактори у овим случајевима морају запослити права појачала импеданси укључујући ових билатералних ефеката. На пример, узимање једнострану тренутну појачало слици 3, одговарајући билатерални мрежа два-порт је приказано на слици 4. заснива на х-параметри. Спровођење анализе овог кола, тренутни добитак са повратним A_fb утврђено је да је

$A_{fb}={\frac {i_{L}}{i_{S}}}={\frac {A_{loaded}}{1+{\beta }(R_{L}/R_{S})A_{loaded}}}\ .$

То је, идеалан струјно појачање A_i је смањен не само утовар фактора, али због билатералног природи две луке од додатних фактора ( 1 + β (R_L / R_S ) A_loaded ), која је типична за кола негативних повратних појачала. Фактор β (R_L / R_S ) је тренутна повратна информација обезбеђује повратне напон извор напона добити β V/V. На пример, за идеалан струјни извор саR_S = ∞ Ω, напон повратне нема утицаја, и за R_L = 0 Ω, ту је нула оптерећења напона, поново онемогућите повратне информације.

Види још

• преградни Напон
• Отпорник
• Омов закон
• Тхевенинова теорема
• Регулација напона

Спољашње везе

• University of Texas: Notes on electronic circuit theory