Twee manieren om een ​​12-voltsysteem tot 4 volt te reduceren, zijn om spanningsdelers of Zener-diodes te gebruiken.

Spanningsverdelers zijn gemaakt van weerstanden die in serie zijn geplaatst. De ingangsspanning is verdeeld in een uitgang die afhankelijk is van de waarde van de gebruikte weerstanden. Ze gehoorzamen de wet van Ohm, waarbij de spanning evenredig is aan de stroom met de weerstand als de constante van proportionaliteit.

Zenerdioden zijn diodes die werken als DC-bronnen wanneer ze in de tegengestelde richting staan ​​of achterwaarts in circuits worden geplaatst. Ze moeten worden gebruikt met een stroombegrenzende weerstand om te voldoen aan de stroomvereisten van de fabrikant.

Spanningsverdeling

Bestudeer de wet van Ohm voor weerstanden in serie. Ze worden gebruikt als spanningsdelers. De vergelijking voor een zeer eenvoudige met twee weerstanden is Vout = Vin * (R2 /(R1 + R2)), waarbij de gewenste uitgangsspanning wordt gemeten over R2.

Construeer een spanningsdeler die 4 volt oplevert. Bevestig de positieve kant van de 12-volt bron aan één kant van 660-ohm de weerstand, die R1 is. Sluit het vrije uiteinde aan op een zijde van de 330 ohm-weerstand, die R2 is. Bedraad de resterende klem van de R2 R2 tot de negatieve kant van de voeding.

Plaats de multimeter op een gelijkspanningsinstelling. Meet de uitgangsspanning op R2. Als alternatief, meet de output tussen de twee weerstanden door een draad te bevestigen en er één sonde op te plaatsen en de andere op een draad op de grond. De output moet ongeveer 4 volt zijn.

Zener Diode Regulator

Bekijk de specificaties en weerstands- en vermogensformules voor de 1N4731A-diode. Hij levert een stabiele 4,3 volt en heeft een vermogen van 1 watt. Het heeft ook een maximale Izm-stroom van 1 W /4,3 V = 233 mA. De maximale zenerstroom met behulp van de weerstand van 330 ohm is (Vin - Vout) /R = 12 V - 4,3 V /330 ohm = 23 mA. Dit is binnen Izm en ook binnen het vermogen van de diode, omdat P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.

Construeer een circuit met de zenerdiode en de 330 ohm-weerstand in serie. Bevestig de positieve kant van de 12-volt voedingsbron aan een kant van de weerstand. Sluit het andere uiteinde van de weerstand aan op de omgekeerde zijde van de zenerdiode, de zijde die wordt aangegeven door een markering. Sluit de resterende diodeklem aan op de negatieve kant van de 12-volt bron.

Meet de spanning over de diode door een multimetaaldraad op elke klem te plaatsen. Het moet ongeveer 4,3 volt lezen.

Tip

De Zener-diode kan worden gekoppeld aan een op-amp-emittervolgercircuit als er een hogere uitgangsstroom nodig is.

Deze berekeningen niet meewerken aan de Zener-weerstand, wat belangrijk is voor precisiemetingen.

Waarschuwing

De Zener moet voorwaarts beïnvloed zijn, anders zal hij zich gedragen als een gewone siliciumdiode.

Halfgeleiders zijn gevoelige apparaten. Zorg dat u de door de fabrikant gespecificeerde stroom-, stroom- en temperatuurwaarden niet overschrijdt.

Wees altijd voorzichtig bij het bouwen van elektrische circuits om te voorkomen dat u zich verbrandt of uw apparatuur beschadigt.