Divizoare de tensiune

DIVIZOARE DE TENSIUNE

Divizoarele de tensiune sunt dispozitive de raport cu douǎ perechi de borne (o pereche de intrare si una de iesire), care realizeazǎ o dependentǎ liniarǎ, pe un anumit interval, intre tensiunea de intrare si tensiunea de iesire. Divizoarele de tensiune sunt rezistive, inductive si capacitive.

a. Divizoare de tensiune rezistive

Sunt realizate din rezistoare bobinate, cand ating o exactitate ridicatǎ de ordinul (10^-5 10^-6), sau din rezistoare cu peliculǎ metalicǎ de exactitate mai scǎzutǎ de ordinul (10^-2 10^-3).

In Fig. 2.1 se prezintǎ schema electricǎ a unui divizor rezistiv, in care R₁ si R₂ sunt rezistentele divizorului.

Fig. 2.1. Schema electricǎ a unui divizor rezistiv de tensiune.

La functionarea in gol a divizorului de tensiune avem relatia intre tensiuni:

    (2.1)

raportul de divizare al divizorului se scrie sub forma:

(2.2)

In relatia (2.2) s-a considerat infinitǎ rezistenta voltmetrului care mǎsoarǎ tensiunea de iesire. In cazul in care aceastǎ rezistentǎ are valoarea finitǎ R_v, in relatia (2.2) in locul rezistentei R₂ se scrie rezistenta echivalentǎ dintre R₂ si R_v. In acest caz, tensiunea de iesire a divizorului se scrie:

din care se deduce valoarea raportului de divizare tinand seama si de R_v:

                         (2.3)

Existǎ divizoare de tensiune de valoare fixǎ sau de valoare variabilǎ, dupǎ cum existǎ si divizoare cu mai multe trepte de divizare, dintre care una de inaltǎ exactitate, folositǎ ca etalon la verificarea, prin comparatie, a celorlalte trepte.

b. Divizoare de tensiune capacitive

Sunt folosite pentru pentru mǎsurarea tensiunilor alternative de frecvente mari si foarte mari, de ordinul zecilor sau chiar sutelor de MHz. Schema divizorului capacitiv, la functionarea in gol, este analoagǎ schemei din Fig. 2.1 in care in locul rezistentelor R₁ si R₂ se pun capacitǎtile C₁, respectiv C₂ (Fig. 2.2.a). Raportul de divizare, in acest caz este:

(2.4)

La functionarea in sarcinǎ a divizorului se mai adaugǎ o rezistentǎ a voltmetrului (Fig. 2.2.b). In cazul mǎsurǎrii tensiunilor variabile mari, de ordinul sutelor de kV, se asociazǎ divizorul de tensiune capacitiv cu un transformator de tensiune, cu tensiunea de iesire de 100 V (Fig. 2.2.c).

a. b. c.

Fig. 2.2. Divizoare capacitive de tensiune: a – in gol; b – in sarcinǎ; c – cu transformator.

c. Divizoare de tensiune inductive

Sunt divizoare de exactitate mare (10^-5 . 10^-6) construite cu raport de divizare fix sau variabil. Functioneazǎ la tensiuni alternative de ordinul zecilor de kH. Schema divizorului este prezentatǎ in Fig. 2.3. Constructiv, divizoarele inductive se construiesc astfel incat inductivitǎtile proprii ale bobinelor sǎ fie riguros proportionale cu numerele de spire. Tensiunea U₂ este proportionalǎ cu numǎrul de spire w₂ al bobinei secundare.

Fig. 2.3. Schema electricǎ a divizorului de tensiune inductiv.

Factorul de divizare la mersul in gol, in ipoteza neglijǎrii rezistentelor celor douǎ bobine, este dat de relatia: