Как уменьшить напряжение постоянного тока с помощью резисторов?

Как можно использовать источник питания 12 В постоянного тока для питания чего-то, что требует 4,5 В постоянного тока с помощью резисторов? Есть ли способ определить, на сколько при добавлении резистора упадет напряжение?

Краткий ответ: «Не делай этого».

Напряжение, падающее на резистор, определяется законом Ома: V = I R.

Поэтому, если вы точно знаете, какой ток будет потреблять ваше устройство, вы можете выбрать резистор, который будет падать точно на 7,5 В, и оставить 4,5 В для вашего устройства, когда этот ток проходит через него. Но если ток через ваше устройство меняется, или если вы хотите создать более одной системы, а не каждое устройство точно одинаково в потреблении тока, вы не можете постоянно получать 4,5 В на устройстве, используя только резистор.

Ваши другие варианты включают

• Линейный регулятор. Это в основном переменный резистор, который будет регулировать его значение, чтобы поддерживать выходной сигнал там, где вам нужно. Это, вероятно, только хорошее решение, если ваше устройство потребляет очень мало энергии (возможно, до 100 мА).

• Шунтирующий регулятор. Это означает использование резистора для сброса напряжения, как вы предлагаете, но затем добавление дополнительного устройства параллельно нагрузке для контроля напряжения. Шунтирующий регулятор будет регулировать свой ток (в определенных пределах), чтобы поддерживать ток через резистор правильным для поддержания желаемого выходного напряжения.

• Регулятор переключения. При этом используются некоторые приемы для генерации желаемого выходного напряжения с гораздо большей эффективностью по сравнению с линейным регулятором. Это, вероятно, лучший выбор, если вашему устройству требуется ток более 10 или 20 мА.

Если эти условия выполняются, вы можете уменьшить постоянное напряжение с помощью (мощных алюминиевых) резисторов [> 50 Вт]

• Аккумулятора достаточно, чтобы обеспечить ток нагрузки не менее 20х (или намного больше).
• Потеря мощности не является проблемой.
• (Сверх) Нагревание не является проблемой или имеет хороший механизм охлаждения для резисторов.
• Даже самое низкое сопротивление вашей нагрузки намного (в 20 и более раз) выше, чем у алюминия.

Примечание: 20x - это всего лишь искусственное число, фактическое число зависит от того, сколько% напряжения может выдержать ваша нагрузка.

Можно использовать два резистора, как объяснено @ efox29, только единственная проблема в этой конфигурации - это ток, проходящий через нагрузку, при подключении нагрузки изменится выходное напряжение, потому что некоторый ток будет течь через нагрузку.

Самым простым решением является повторитель напряжения, подключенный к выходу двух резисторов, это обеспечит высокое входное сопротивление и, следовательно,:

1. выходное напряжение будет постоянным 4,5 В

2. операционный усилитель, используемый в качестве повторителя напряжения, будет пытаться обеспечить столько тока, сколько требует нагрузка.

Вот картина того, о чем я говорю:

Подключите выход между двумя резисторами к Vin в этой конфигурации, и тогда выход должен иметь постоянное значение, и операционный усилитель обеспечит нагрузку требуемым током.

Просто возьмите 7805 с рынка и соедините контакт № 1 с плюсом и соедините контакт 2 с минусом и возьмите выходной сигнал от плюса № 3 и отрицательный контакт от контакта № 2 и держите расстояние выходного провода 1,5 метра от выходной клеммы источника питания до нагрузки.

Посмотрите на схему electro103 выше. Вам нужно знать четыре числа: максимальный ток, который может потреблять ваше устройство, минимальный ток, который оно потребляет, максимальное напряжение, которое оно может выдержать, не испаряясь в вонючее облако, и минимальное напряжение, которое оно должно функционировать. Без этих четырех чисел невозможно разработать резистивный делитель напряжения.

Обратите внимание, что такое расположение очень неэффективно и может привести к значительному выделению тепла в падающих резисторах.