Was ist die Spannungsteilerregel?

Kann jemand erklären, was die Spannungsteilerregel ist? Wie hat der Autor dieses Buches es zur Analyse der Spannungsteiler-Bias-Schaltung für Transistoren verwendet?

Und kann jemand erklären, wie die beiden Widerstände parallel sind? Und wie hat der Autor angenommen, dass die Batterie ein Kurzschluss ist (wie in Abbildung 4.28 gezeigt)?

Vielen Dank.

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Von obigem Link:

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Es gibt KEINE "Spannungsteilerregel" als solche. Selbst wenn jemand diesen Begriff verwendet hat, gibt es immer noch keine solche Regel. WEIL die Terminologie viel zu allgemein ist. Das ist noch allgemeiner, als zB "Die Ohmsche Regel" zu sagen, wo Sie zumindest eine Anleitung haben. | Wenn Sie eine spezielle Frage haben, sollten Sie diese klar in Worten erklären und keine allgemeinen Begriffe oder ein paar Ruten verwenden. | Es KANN hilfreich sein zu beachten, dass Gleichung 4.29 im oben zitierten Text als "Spannungsteilerregel" bezeichnet werden KÖNNTE, da sie sich auf R1, R2 und Vcc bezieht.
Dieses Video erklärt, wie Spannungsteiler funktionieren, ich empfehle Ihnen, es sich auf youtube.com/watch?v=XxLKfAZrhbM anzusehen

Antworten (3)

(1) Es KANN hilfreich sein zu beachten, dass Gleichung 4.29 im oben zitierten Text als "Spannungsteilerregel" bezeichnet werden KÖNNTE, da sie sich auf R1, R2 und Vcc bezieht. dh etwas ändern, was es sagt, ohne die Bedeutung zu ändern:

  • Vout = Vin x R2 / (R1 + R2)

dh R1 & R2 bilden einen Spannungsteiler und die obige Gleichung definiert eine "Regel" des Ergebnisses.

ABER

(2) Es GIBT KEINE "Spannungsteilerregel" als solche.

Selbst wenn jemand diesen Begriff verwendet, gibt es immer noch keine solche Regel.
WEIL die Terminologie viel zu allgemein ist.
Das ist noch allgemeiner, als zB "Die Ohmsche Regel" zu sagen,
wo Sie zumindest eine Anleitung haben.

Wenn Sie eine spezifische Frage haben, sollten Sie diese klar in Worten erklären und keine allgemeinen Begriffe oder wenige Worte verwenden, da sonst die eigentliche Anforderung möglicherweise übersehen wird.

Hinzugefügt:

Zu Frage:

  • Können Sie mir sagen, wie diese "Regel" abgeleitet wird? Ich bin ein Anfänger, also habe ich nicht verstanden, wie er die Beziehung Vr2= (R2)(Vcc)/(R1+R2) bekommen hat

(1) Kurze Antwort.
Die Spannung an jedem Widerstand ist proportional zum darin enthaltenen Strom (Ohmsches Gesetz).

Da Strom in beiden Widerständen
= Batteriestrom
= gleich
DANN sind die Spannungen an jedem Widerstand proportional zu ihrem Widerstandswert.
DAS IST DER SCHLÜSSELFAKTOR, DER DIESE ARBEIT MACHT

Vout = Vr2 = ib x R2
Vcc = Vr1+Vr2 = ib x R1 + ib x R2 = ib x (R1 + R2)

Also Vout / Vcc
= Vr2 / (Vr1 + VR2)
= ib x R2 / (ib x (R1 + R2)) Streiche ibs Vout/Vcc= R2/(R1 + R2)
Multipliziere beide Seiten mit Vcc.
Vout = Vcc x R2 / (R1 + R2)
QED.

(2) Längere Antwort.

Sie MÜSSEN das Ohmsche Gesetz kennen. Wenn Sie das Ohmsche Gesetz und seine verschiedenen Neuanordnungen nicht kennen, hören Sie jetzt auf, dies zu lesen, lassen Sie alle lse fallen und lernen Sie es. Wikipedia und Google wissen N Mal darüber Bescheid

... Zeitraffer ... oder gar keine Zeit, wie der Fall sein mag ...
Wir wissen also, dass Sie das Ohmsche Gesetz kennen.

Also - eine Version des Ohmschen Gesetzes besagt, wie Sie wissen

  • V = ixR

dh der Spannungsabfall an einem Widerstand ist gleich dem Widerstandswert multipliziert mit dem darin fließenden Strom.

Betrachten Sie nun Abb. 4-29

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Nehmen Sie diese Schaltung isoliert.
Der Strom aus der Batterie fließt von B+ oben links an R1, über R1, dann über R2 und zurück zu B- und unten links. Sehen Sie sich das Diagramm an und seien Sie SICHER, dass Sie mit dem Obigen einverstanden sind.
Nennen wir nun den Batteriestrom Ib.

Nennen Sie den Strom in R1 I_R1. Es kann "durch Inspektion gesehen werden, dass I_R1 = Ib.

Nennen Sie den Strom in R2 I_R2. Es kann "durch Inspektion gesehen werden, dass I_R2 = Ib.

Also I_R1 = IR2 = Ib.
dh der Strom ist in jedem Widerstand und aus und in die Batterie gleich.

Nun ist die Spannung über R1 = VR1, basierend auf dem Ohmschen Gesetz = I_R1 x R1.
Und die Spannung über R2 = VR2 ist, basierend auf dem Ohmschen Gesetz = I_R2 x R2.

ABER I_R1 = Ib und IR2 = Ib.

Also VR1 = I_R1 x R1 = Ib x R1
und VR2 = I_R2 x R2 = Ib x R2

Das Verhältnis von VR2 / VR1 = Ib x R2 / Ib x R1 = R2/R1,
dh die Spannungen an den beiden Widerständen sind proportional zu ihren Widerstandswerten.

Sehen Sie sich das Diagramm an.
Vbattery = Vcc
Vcc = die Spannung über R1 + die Spannung über R2
Vcc = VR1 + VR2
Vcc = ib x R1 + ib x R2
Vcc = ib (R1 + R2)

So
bestimmen Sie das Verhältnis Vout / Vcc:

Vout / Vcc = V_R2 / Vcc
= ib x R2 / ib (R1 + R2),
aber die ibs heben sich auf, also
Vout / Vcc = R2 / (R1 + R2)
und Neuordnung

Vaus = Vcc x R2 / (R1 + R2)

Also die Spannung über R2 im Vergleich zur Batteriespannung = Vr2= (R2)(Vcc)/(R1+R2)

Können Sie mir sagen, wie diese "Regel" abgeleitet wird? Ich bin ein Anfänger, also habe ich nicht verstanden, wie er die Beziehung Vr2= (R2)(Vcc)/(R1+R2) bekommen hat
Und erklären Sie bitte, wie er Gleichung 4.28 erhalten hat, indem er die Quelle als Kurzschluss betrachtete . Ist das erlaubt?
Vielen Dank, dass Sie sich die Mühe gemacht haben zu antworten. Ich habe den Text aus der bearbeiteten Frage in Ihre vorherige Antwort kopiert, damit er anderen Benutzern hilft.
Vielen Dank. Ich habe die gesamte Funktionsweise mit Ausnahme der ersten beiden Schritte verstanden: It can be seen "by inspection that I_R1 = Ibund It can be seen "by inspection that I_R2 = IbWie kann der Strom durch beide Widerstände gleich dem Basisstrom Ib sein? Verzeihen Sie mir, wenn ich dumm klinge, ich verstehe es wirklich nicht. Und ich versichere Ihnen, dass ich das Ohmsche Gesetz gelernt habe . Nochmals vielen Dank für die Beantwortung.
@russellMcMahon, es wurde eine Bearbeitung vorgeschlagen, um Ihrer Antwort weitere Inhalte hinzuzufügen. Es schien eine Verbesserung zu sein, die einen größeren Wert hinzufügte, also genehmigte ich die Änderung. Ich wollte Sie benachrichtigen, damit Sie sich die Informationen ansehen können, die Ihre Antwort jetzt enthält, und sicherstellen können, dass sie Ihren Qualitätsrichtlinien entspricht oder ob sie optimiert werden muss.
@GreenNoob - Ich sagte "nimm diese Schaltung isoliert" und Ib = Ibattery. Beachten Sie, dass in diesem Fall Ib <> Ibase (nicht = Ibase) gilt. dh in diesem Fall gibt es KEINE Ibase - da wir den isolierten Stromkreis betrachten. Später, wenn Sie sie kombinieren, können Sie das Ergebnis stören, indem Sie Basisstrom ziehen. Wenn Sie dies tun, gilt das Ohmsche Gesetz immer noch, und Sie können das neue Ergebnis ausarbeiten, z. B. erhöht der Basisstrom Ir1, sodass Vr1 ansteigt, sodass Vr2 abfällt und Ir2 somit abfällt. ||Thevenin zeigt, dass sich am Ende alles aufhebt. Thevenin ist ein nerviger, aber wichtiger Mann, den man kennen muss - nur gesunder Menschenverstand, geschrieben als Gesetz.
@ Kortuk - Danke. Kopf dreht sich. Schaut OK aus :-). Danke für den subtilen und indirekten Hinweis, dass ich vielleicht reizbar bin. Muss mir einen Vorsatz fürs neue Jahr ausdenken, um weniger stachelig zu sein :-) :-)
@RussellMcMahon, viele, viele Benutzer können sich darüber ärgern, dass jemand geändert hat, was er gesagt hat, und es wird immer noch sein Name angezeigt. Ich denke, es wäre nett, benachrichtigt zu werden, wenn etwas, das Sie geschrieben haben, bearbeitet wird, also versuche ich, eine solche Benachrichtigung über alle großen Bearbeitungen zu geben, die ich genehmige oder durchführe. In diesem Fall war es eine Bearbeitung, die lang genug war, dass ich auch den Schwarzen Peter auf die Überprüfung der technischen Genauigkeit weitergeben wollte :)
@Kortuk - ich habe mich nicht beschwert - ich habe nur die nette höfliche Art und Weise bemerkt, wie ich darauf aufmerksam gemacht wurde :-). Ich bin ein bisschen verloren mit dem, was ich wo geschrieben habe (es war die ganze Zeit mitten in der Nacht, während die Arbeit parallel stattfand und all das) - Ich sehe, das Material ist das, was ich geschrieben oder gepostet habe, was wo war, ist jetzt unklar. Es sieht aber alles gut aus - danke.
@RussellMcMahon, alles nach und einschließlich des großen "Hinzugefügt" wurde bearbeitet. Sie haben alles vorher geschrieben. Es ist schwer zu sagen, wann Sie auf den bearbeiteten Text klicken, da es eine gepunktete Linie gibt, auf die Sie klicken müssen, um Text anzuzeigen, der durch die Bearbeitung unverändert geblieben ist.
@ Kortuk - Ja. Daher meine Verwirrung. Ich habe das Material nach "Hinzugefügt" geschrieben, bin mir aber nicht sicher, woher es hinzugefügt wurde :-). Vermutlich / anscheinend habe ich es in seiner Frage gepostet, als ich wahrscheinlich vorhatte, es oben in meiner Antwort hinzuzufügen, und er hat es von dort genommen, wo ich es versehentlich platziert und in die Nähe gebracht habe, aber nicht genau dort, wo ich es beabsichtigt hatte - daher meine Verwirrung. Gefahren des hin und her hetzens in den Nachtwachen :-).
@RussellMcMahon, ja, Punkt genommen, das ist verwirrend, es sah aus wie dein Schreiben.
@RussellMcMahon Vielen Dank.. Ich habe es endlich..
@RussellMcMahon Nur noch eine Frage. Wozu dient Gleichung 4.28???
In Abb. 4:30 wird der verwendete WIDERSTAND in 4.28 berechnet und die verwendete SPANNUNG wird aus Abb. 4:29 berechnet. Dies sind der Thevenin-Widerstand und die Thevenin-Spannung der Quelle. Thevenin sagt, dass zwei R und eine Spannungsquelle mit dieser niedrigeren Spannung und dem unterschiedlichen einzelnen R-Wert identisch aussehen.
@RussellMcMahon Entschuldigung, ich habe versprochen, dass ich nur eine Frage stellen werde, aber ich kann mich nicht zurückhalten. Während wir die Thevenin-Spannung bestimmen, nehmen wir die Schaltung (Abb. 4.29) isoliert, aber warum tun wir das nicht, während wir den äquivalenten Widerstand bestimmen? Sind die Widerstände nicht in Reihe geschaltet, wenn sie isoliert betrachtet werden, und nicht parallel, wie in Gl. 4.28 impliziert?
@GreenNoob - In Isolation bedeutet "alle relevanten Teile" in Isolation. In 4.29 ist die Batterie als Spannungsquelle enthalten, weil Sie sich für Spannungen interessieren. In 4.28 ist die Spannungsquelle als Widerstand enthalten, da wir uns hier für Widerstände interessieren. UND die Impedanz oder der Widerstand einer idealen Spannungsquelle = 0 Ohm. Es wird also als Kurzschluss angezeigt, da es sich so verhält, als wäre es mit Masse kurzgeschlossen. | Sie haben Olins Rat (und meinen) noch nicht befolgt und Thevenin nachgeschlagen, oder? :-). Genau damit befasst sich Thevenin. Wenn Sie Ihre "Hausaufgaben" gemacht hätten, hätten Sie die Antwort gewusst :-). X
WEITERE FRAGEN HERZLICH WILLKOMMEN. aber MACHEN SIE IHRE HAUSAUFGABEN.

Wir betrachten einen AC-Verstärker.

Beim DC-Teil des Verstärkers geht es nur darum, den Q-Punkt oder Arbeitspunkt des Transistors einzustellen.

Sobald dies festgestellt ist, können die tatsächlichen AC-Arbeiten betrachtet werden.

Ich würde vorschlagen, dass Sie sich ein komplettes Buch über grundlegende Elektronik besorgen. Der Text, den Sie uns hier gezeigt haben, erwartet einiges an Wissen vom Leser.

Aber mal sehen, wie das funktioniert:

  • Abb. 4.25: Wir beschreiben die Schaltung.
  • Abb. 4.27: Der Schritt zeigt den DC-Anteil der Eingangsseite
  • Abb. 4.28: Was übrig bleibt, wenn wir AC -> VCC betrachten, wird durch eine Abkürzung ersetzt. Dies ist eine Möglichkeit, den Innenwiderstand des betrachteten Netzwerks zu berechnen. Dies ist nur ein hypothetischer Schritt in einer mathematischen Technik.
  • "Anwenden der Spannungsteilerregel", was nichts anderes bedeutet als "da wir sehen, wie in 4.28 die Widerstände parallel sind, berechnen wir den Parallelwiderstand mit der bekannten Formel. Aber nennen wir es eine Regel".
  • Dies alles geschieht in der Erwartung, dass der Leser weiß, wie man den Satz von Thevenin anwendet, der zweifellos weiter oben in diesem Buch erklärt wurde.
  • Abb. 4.29 Lassen Sie uns das resultierende Netzwerk zeichnen, das die Black Box zeigt, die wir transformieren.
  • 4.30 Berechnung von Ib unter Verwendung des Theremin-Ersatzes, dies geschieht auch in DC.
  • Abb. 4.30 Zwei Schritte in diesem: Zuerst wird 4.29 durch den passenden Thevenin-Ersatz ersetzt. Zweitens wird es an die Basis des Transistors angelegt.
  • Gleichung 4.31 hat bisher mit dem ganzen Pfad wenig zu tun, es ist einfach die Summierung der Spannungen auf der Ausgangsseite.

Tatsächlich, Mr. Thevenin war ein französischer Pionier der Elektronik, lesen Sie den Wikipedia-Artikel . In meinem Studium als Elektrotechniker wurde er überhaupt nicht erwähnt.

Danke für die Antwort. Aber das Buch, auf das ich mich beziehe, erwähnt Thevenins Theorem nirgendwo vor diesem Abschnitt.
& stimmen Sie für den Link zum Wikipedia-Artikel ab. Es half.
"Er wurde in meinem Studium als Elektrotechniker überhaupt nicht erwähnt." -- wirklich?
Zu Ihrer Information, ich habe gerade letzte Woche einen Blog-Artikel über Thevenin-Äquivalente geschrieben: embeddedrelated.com/showarticle/115.php
@posipiet: Wenn Sie noch nie von Thevenin-Ersatzschaltkreisen gehört haben, sollten Sie wirklich nachschlagen und darüber lesen. Wenn Sie schon dabei sind, machen Sie dasselbe für Norton-Ersatzschaltkreise. Die beiden ergänzen sich.
@JasonS, ich habe deinen Artikel sehr genossen. Ich habe ein paar andere gelesen und mir hat der Artikel über 10 Komponenten gefallen, die Sie auch ziemlich gut kennen sollten.
Wenn Sie Herrn Thevenin besuchen, sollten Sie unbedingt den Berg Kirchoff besuchen. Kreisgesetze von Kirchoff . -Wikipedia
@Olin: Natürlich wurden uns beide Äquivalenzen beigebracht, einschließlich ihrer Einschränkungen, aber Namen wurden nicht genannt.

Spannungsteiler

Die "Spannungsteilerregel" kann direkt geometrisch anhand eines Spannungsdiagramms gesehen werden - Abb. 1. Ich habe diese Visualisierungstechnik ausführlich in meinem Codidact-Artikel erklärt ; hier werde ich nur kurz seine Idee zeigen.

Spannungsteiler visualisiert

Abb. 1. Spannungsdiagramm eines Potentiometers (aus meiner Wikibooks-Geschichte über das Ohmsche Gesetz)

Der diskrete Spannungsteiler R1-R2 wird durch ein lineares Potentiometer mit zwei Teilwiderständen r1 und r2 ersetzt . Die lokalen Spannungen entlang ihnen werden durch vertikale Segmente ( Spannungsbalken ) in Rot mit proportionaler Höhe dargestellt.

Da die Spannung linear abnimmt, wenn man sich von links nach rechts vom Maximum V auf Null bewegt, nimmt auch die Höhe der Spannungsbalken linear ab … und ihre Einhüllende ist ein Dreieck.

Tatsächlich können wir zwei verschachtelte rechtwinklige Dreiecke mit den Beinen V, r1 + r2 für das große (äußere) Dreieck und Vout, r2 für das kleine (innere) Dreieck sehen.

Aus der Ähnlichkeit ist ersichtlich, dass V/Vout = (r1 + r2)/r2.

Spannung Sommer

Das gleiche kann mit der "Widerstandssummenregel" (weit verbreitet in invertierenden Schaltungen von Operationsverstärkern) gemacht werden - Abb. 2.

Passiver Widerstandssommer visualisiert

Abb. 2. Spannungsdiagramm eines Widerstandsspannungssummierers (aus meiner Wikibooks-Geschichte )

Hier sind die ähnlichen rechtwinkligen Dreiecke gegenüberliegend (außen) mit Beinen Vin1,r1 für das linke Dreieck und Vin2,r2 für das rechte Dreieck.

Aus der Ähnlichkeit ist ersichtlich, dass Vin2/Vin1 = –r2/r1.

Was ist die Spannungsteilerregel?
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