使用電阻法構(gòu)建一個簡單的分流器電路

　　在設(shè)計電子電路時，有很多情況下電路需要不同的電壓和電流源值。例如，在為運算放大器設(shè)置預(yù)設(shè)電壓時，通常使用分壓電路來獲得所需的電壓值。但是，如果我們需要特定的電流值怎么辦？與分壓器類似，還有另一種稱為分流器的電路，可用于在閉合電路中將總電流分成幾個。因此，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何構(gòu)建一個簡單的分流器電路使用電阻法（僅使用電阻器）。請注意，也可以使用電感器制作分流器，并且兩個電路的工作方式相同。

　　分流電路的工作

　　電阻器是電子產(chǎn)品中最常用的無源元件，使用電阻器很容易構(gòu)建分流器。分流器是一種線性電路，它將流入電路的總電流分流并產(chǎn)生一個分流或產(chǎn)生總電流的一小部分。

　　根據(jù)分流器規(guī)則，流過電路任何并聯(lián)支路的電流將等于總電流與對側(cè)支路電阻與總電阻之比的乘積。因此，使用分流器規(guī)則，如果我們知道其他分支的總電流和電阻值，我們就可以計算流過一個分支的電流。隨著我們繼續(xù)進(jìn)行，我們將對此有更多了解。

　　使用KCL（基爾霍夫電流定律）和歐姆定律可以輕松構(gòu)建分流器。讓我們看看這種劃分是如何發(fā)生在并聯(lián)電阻電路中的。

　　上圖中，兩個1歐姆的電阻并聯(lián)，即R1和R2。這兩個電阻器共享流過電阻器的總電流。由于這兩個電阻兩端的電壓相同，因此可以使用分流器公式計算流過每個電阻的電流

　　因此，根據(jù)基爾霍夫電流定律，總電流為I?Total?= I?R1?+ I?R2 。

現(xiàn)在要找到每個電阻器的電流，我們在每個電阻器上使用歐姆定律 I = V/R。在這種情況下，

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I R1 = V / R1 和 I R2 = V / R2

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因此，如果我們在 I?Total?= I?R1?+ I?R2中使用這些值，則總電流將為

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總電流 = V / R1 + V / R2
= V (1 / R1 + 1 / R2)

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因此，

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V = I總計(1 / R1 + 1 / R2) -1 
= I總計(R1R2 / R1+R2)

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所以，如果我們可以計算出總電阻和總電流，那么通過上面的公式，我們可以得到通過電阻的分流。用于計算通過 R1的電流的分流器規(guī)則公式可以給出為

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我R1 = V / R1
= 我總計[(1 / R1) / (1 / R1 + 1 / R2)]
I R1 = I總計(R2 / (R1 + R2))

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類似地，用于計算通過 R2 的電流的分流器規(guī)則公式可以給出為

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我R2 = V / R2
= 我總計[(1 / R2) / (1 / R1 + 1 / R2)]
I R2 = I總計(R1 / (R1 + R2))

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因此，如果電阻器多于兩個，則需要計算總電阻或等效電阻，以使用公式找出每個電阻器中的分流電流

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我 = V / R

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　　在硬件中測試分流器電路

　　讓我們看看這個分流器在真實場景中是如何工作的。

　　上述示意圖中有三個電阻連接到 1A 的固定或恒流源。所有電阻的額定值為 1 歐姆。因此 R1 = R2 = R3 = 1 歐姆。

　　該電路在面包板上進(jìn)行測試，方法是在并聯(lián)配置中一個接一個地連接電阻器，并在電路兩端連接一個 1A 恒流源。您還可以查看這個簡單的恒流電路，了解電流源的工作原理以及如何自行構(gòu)建。在下圖中，電路上連接了一個電阻。

　　跨接電阻時，萬用表中的電流顯示為 1A。接下來，添加第二個 1 歐姆電阻。電流下降到一半，每個電阻大約 500mA，如下圖所示

　　為什么會這樣？讓我們找出使用電流分壓器計算。當(dāng)兩個1歐姆的電阻并聯(lián)時，等效電阻為-

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R等效= (1 / (1 / R1 + 1 / R2))
= (1 / (1 / 1 + 1 / 1)
= 0.5 歐姆

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因此，當(dāng)兩個 1 歐姆的電阻并聯(lián)時，等效電阻變?yōu)?0.5 歐姆。因此，通過 R1 的電流為

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I R1 = I總（R當(dāng)量/ R1）
I R1 = 1A（0.5 歐姆/1 歐姆）
= 0.5 安培

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相同數(shù)量的電流流過另一個電阻器，因為 R2 是相同的 1 歐姆電阻器，并且電流恒定高達(dá) 1A。萬用表顯示流經(jīng)兩個電阻的電流約為 0.5 安培。

現(xiàn)在在電路中連接了一個額外的 1 歐姆電阻。萬用表現(xiàn)在顯示大約 0.33A 的電流流過每個電阻。

　　因為有三個電阻并聯(lián)，我們求三個電阻并聯(lián)的等效電阻

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R當(dāng)量= (1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3))
R當(dāng)量= (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1))
R當(dāng)量= 1 / 3
R當(dāng)量= 0.33 歐姆

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現(xiàn)在，通過每個電阻的電流，

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IR = I總（R當(dāng)量/R1）
IR = 1 Amp x (0.33 Ohms / 1 Ohms)
IR = 0.33 安培

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萬用表顯示大約 0.33 安培在每個電阻器中流動，因為所有電阻器的值均為 1 歐姆，并連接在電流固定為 1A 的電路中。您還可以觀看頁面末尾的視頻以檢查電路的工作原理。

　　分流器應(yīng)用

　　分流器的主要應(yīng)用是產(chǎn)生電路中可用總電流的一小部分。但是，在某些情況下，用于承載電流的組件對實際流過該組件的電流有限制。過流會導(dǎo)致散熱增加，并降低組件的預(yù)期壽命。通過使用分流器，可以最小化流過組件的電流，從而可以使用更小的組件尺寸。

　　例如，在需要較大電阻功率的情況下；并聯(lián)添加多個電阻會減少散熱，而較小功率的電阻也可以完成同樣的工作。