| หน้าแรก | สารบัญ | โครงงาน | การประกอบ | การบัดกรี | เรียนอิเล็กทรอนิกส์ | อุปกรณ์ | 555 | สัญลักษณ์ | ถามบ่อยๆ | ลิ้งค์ที่น่าสนใจ | กลับไอซีอี |
Electronicsหากจะมีส่วนให้ความรู้ให้ประโยชน์ต่อท่านบ้าง ติชม เสนอแนะ ถามปัญหา ได้ที่ ice@icelectronic.com จะขอบคุณยิ่ง

การแบ่งแรงดัน(Voltage Dividers)

เรียกอีกชื่อหนึ่งว่าการแบ่งความต่างศักด์

หน้าต่อไป: วงจรทรานซิสเตอร์
ควรอ่าน: ทรานสดิวเซอร์ | แรงดันและกระแส | ความต้านทาน | อิมพิแดนซ์ ด้วย

การแบ่งแรงดัน (การแบ่งความต่างศักด์)

voltage divider circuit
  Vo =   Vs × R2
 R1 + R2  
วงจรแบ่งแรงดันประกอบด้วยความต้านทาน R1 และ R2 ต่ออนุกรมคร่อมแหล่งจ่ายไฟ Vs แรงดันจากแหล่งจ่ายถูกแบ่งระหว่างความต้านทานทั้งสอง ให้แรงดัน เอาท์พุทVo  ซึ่งก็คือแรงดันคร่อม R2 ค่าที่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดค่า R2 กับ R1: หากเราต้องการค่าแรงดันเอาท์พุท Vo ละเอียดเราสามารถใช้ กฎของโอห์ม บวกกับความรู้ทางคณิตศาสตร์ ใช้สูตรด้านซ้ายคำนวนหาค่า Vo  สูตรและกฎการประมาณนี้สมมุติว่ากระแสไหลที่เอาท์พุทน้อย มาก และค่า Vo จะถูกต้องจริงหากต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่มีความต้านทานสูง เช่น โวลท์มิเตอร์ หรือ อินพุทไอซี  สำหรับรายละเอียดข้อมูลมากกว่านี้กรุณาดูที่หน้า อิมพิแดนซ์ หากเอาท์พุทถูกต่อเข้ากับ ทรานซิสเตอร์ Vo จะไม่สามารถสูงกว่า 0.7V เพราะรอยต่อเบส-อิมิทเตอร์ของทรานซิสเตอร์มีลักษณะการทำงานเหมือนไดโอด

การแบ่งแรงดันเรียกอีกอย่างว่า การแบ่งความต่างศักด์ (potential dividers) ชื่อที่มาจากความแตกต่างของศักดาไฟฟ้า (ชื่อที่ถูกต้องของแรงดัน)

การแบ่งแรงดันสามารถนำมาใช้ต่อ อินพุททรานสดิวเซอร์ เข้ากับวงจร

การใช้อินพุททรานส์ดิวเซอร์ (เซนเซอร์) ในวงจรแบ่งแรงดัน

ส่วนใหญ่อินพุททรานส์ดิวเซอร์ (เซนเซอร์) มักปรับเปลี่ยนค่าความต้านทานของตัวมันเอง และวงจรแบ่งแรงดันจึงใช้ประโยชน์นี้ในการแปลงเพื่อปรับค่าแรงดัน สัญญาณแรงดันสามารถป้อนให้กับส่วนอื่นของวงจร เช่น อินพุทของไอซี หรือ ทรานซิสเตอร์

เซนเซอร์เป็นความต้านทานตัวหนึ่งในวงจรแบ่งแรงดัน สามารถต่ออยู่ด้านบน (R1)หรือด้านล่าง (R2)ก็ได้  เมื่อเราต้องการแรงดันออกสูง เรากำหนดเลือกVoโดย:

จากนั้นเราก็เลือกค่าของตัวต้านทาน

การเลือกค่าตัวต้านทาน

voltage divider with LDR at top
หรือ
voltage divider with LDR at bottom
ค่าของตัวต้านทาน R จะเป็นตัวกำหนดช่วงของแรงดันเอาท์พุท Vo     สำหรับผลท่ีดีที่สุดเราต้องการค่าแรงดันVoที่มีช่วงแกว่งมาก  และจะประสบความสำเร็จ หากค่าความต้านทาน R มีค่ามากกว่าความต้านทานต่ำสุด Rmin ของเซนเซอร์มาก  แต่ต้องน้อยกว่าค่าความต้านทานสูงสุด Rmax ของเซนเซอร์มาก

เราสามารถใช้ มัลติมิเตอร์ ช่วยในการหาค่าความต้านทานต่ำสุดและสูงสุด (Rmin and Rmax) ของเซนเซอร์  ค่าหยาบๆไม่ต้องละเอียดมากก็ได้

จากนั้นก็เลือกค่าตัวต้านทาน:  R = รากที่สองของ (Rmin × Rmax)
เลือกค่ามาตรฐานที่ใกล้เคียงกับค่าจาการคำนวน

ตัวอย่าง:
LDR: Rmin = 100ohm, Rmax = 1Mohm, ดังนั้น R = รากที่สองของ (100 × 1M) = 10kohm.

 

การสลับค่าระหว่างตัวต้านทานและเซนเซอร์

ตัวต้านทานและเซนเซอร์สามารถสลับที่กันเพื่อกลับการกระทำของวงจรแบ่งแรงดัน ตัวอย่างคือ LDR มีค่าความต้านทานสูงตอนแสงมืดและมีค่าความต้านทานต่ำเมื่อแสงสว่าง ดังนั้น:

การใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้

voltage divider with variable resistor and LDR
ตัวเซนเซอร์และตัวต้านทานปรับค่าได้
สามารถสลับที่แนนกันได้หากต้องการ
อาจใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้แทน R ที่มีค่าคงที่ It will enable you to adjust the output voltage Vo for a given resistance of the sensor. ตัวอย่างเช่น เราสามารถปรับ ตัวต้านทานเพื่อตั้งระดับความสว่างมากน้อยที่จะให้เกิดการเปลี่ยนสภาวะ

ค่าของตัวต้านทานปรับค่าได้ต้องมากกว่าค่าตัวต้านทานคงที่  และเพื่อให้สามารถปรับละเอียดเราต้องต่อตัวต้านทานคงที่อนุกรมกับตัวต้านทานปรับค่าได้  เช่น  หากค่าตัวต้านทานคงที่ที่เหมาะสมคือ10kohm  เราก็แทนมันด้วยความต้านทานคงที่ 4.7kohm อนุกรมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ 10kohm ทำให้สามารถปรับค่าความ ต้านทานจาก 4.7k ถึง 14.7kohm.

หากเราต้องต่อความต้านทานปรับค่าได้ระหว่างแหล่งจ่าย +Vs กับเบสของทรานซิสเตอร์ เราต้องเพิ่มตัวต้านทานอนุกรมกับตัวต้านทานที่ปรับค่าได้ เพื่อป้องกัน ไม่ให้กระแสเบสสูงทำให้ทรานซิสเตอร์เสียหายตอนปรับลดค่าความต้านทานเป็นศูนย์  สำหรับรายละเอียดมากกว่านี้กรุณาดูที่หน้า วงจรทรานซิสเตอร์

หน้าต่อไป: วงจรทรานซิสเตอร์ | เรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์
ไอซีอีแปลและเรียบเรียง เพื่อเผยแพร่สำหรับคนไทย ผู้ที่มีอิเล็กทรอนิกส์ในหัวใจ ขอขอบคุณ Mr. James Hewes