电阻分压电路是各种分压电路中最基本的电路。图3-1所示是用电阻构成的分压电路,R1和R2是分压电路中的两只电阻。
图3-1 电阻构成的分压电路
整机电路往往相当复杂,在整机电路中识别出某个分压电路需要一定的识图技巧。
识别分压电路的方法:输入电压Ui加在电阻R1和R2上,对输入电压而言,R1和R2是串联电路,输出电压Uo取自串联电路中的下面一只电阻R2,这种形式的电路称为分压电路。
重要提示
识别分压电路的过程中需要掌握这一电压特征:分压电路中有输入电压和输出电压是这种电路的特征之一,输出电压取自串联电路中一部分元器件上的电压是第二个电路特征。依据这两个电路特征,可以准确地判断是否是分压电路。
分压电路工作原理分析方法的要点分析分压电路的关键点有以下两个。
(1)找出输入端。需要分析输入信号电压从哪里输入到分压电路中,具体的输入电流回路如何。电路识图中确定输入信号电流回路的方法:从信号电压的输入端出发,沿至少两个元器件(不一定非要是电阻器)到达地线。
(2)找出输出端,即输出电压取自于电路的哪个端点。分压电路输出的信号电压要送到下一级电路中,理论上分压电路的下一级电路输入端是分压电路的输出端,但是识图中这种方法的可操作性差,因为有时分析出下一级电路的输入端比较困难,所以可以采用更为简便的方法进行分析:找出分压电路中的所有元器件,从地线向上端分析,发现某元器件与分压电路之外的其他电路相连时,这一连接点便是分压电路的输出端,这一点的电压就是分压电路的输出电压。
分析输出电压大小的方法和思路分析分压电路的过程中时常需要搞清楚输出电压的大小。
从分压电路中可以看出,输入电压Ui产生的电流I流过电阻R1和R2,输出电压Uo就是电阻R2上的电压降,其大小等于I×R2。
输出电压Uo的大小可以由下列公式计算:
式中:Ui为输入电压;Uo为输出电压。
必须掌握这一公式的具体含义。
从上式可看出,由于R1 R2>R2,所以输出电压小于输入电压,改变R1或R2,可以改变输出电压Uo的大小。
对于分压电路的输出电压要记住一个比较特殊的情况,这有利于记忆分压电路的输出电压小于输入电压的特性:当分压电路中的两只电阻阻值相等时,其输出电压等于输入电压的一半。
分析分压电路时不仅需要分析输出电压的大小,往往还需要分析输出电压的变化趋势,因为分压电路中的两只电阻的阻值可能会改变。
这种变化主要有下列几种情况,其电路识图的方法和思路如下。
(1)输入电压Ui、R1固定不变时,如果R2阻值增大,输出电压Uo也将随之增大。借助于极限情况分析有助于记忆:当R2阻值增大到开路时,R1中无电流I,R1上的压降 U1= I×R1= 0 V,而输出电压Uo= Ui− U1,因为U1= 0 V,Uo= Ui,所以电阻R2开路时分压电路的输出电压等于输入电压。
(2)输入电压Ui、R1固定不变,当R2减小时Uo也减小,借助于极限情况分析有助于记忆:当R2减小到0 W时(R2短路),由Uo= I×R2可知,R2= 0 W,Uo= 0 V。
(3)输入电压Ui、R2不变,如果R1增大,则输出电压Uo减小。借助于极限情况分析有助于记忆:当R1大到开路时,因为没有电流流过电阻R2,所以Uo= 0 V。
(4)输入电压Ui、R2不变,R1减小,Uo增大。借助于极限情况分析有助于记忆:当R1减小到为0 W(如R1短路)时,输入电压Ui直接加到了电阻R2上,所以此时Uo=Ui。
重要提示
上述分析中的极限情况分析借用了“扩大矛盾”的手法,这有助于理解和记忆电路工作原理,所以时常采用。