So reduzieren Sie die Spannung am 12-Volt-System auf 4 Volt

Zwei Möglichkeiten, ein 12-Volt-System auf 4 Volt zu reduzieren, sind Spannungsteiler oder Zener-Dioden.

Spannungsteiler werden aus in Reihe geschalteten WiderstÀnden hergestellt. Die Eingangsspannung wird in einen Ausgang geteilt, der von dem Wert der verwendeten WiderstÀnde abhÀngt. Sie folgen dem Ohmschen Gesetz, wobei die Spannung proportional zum Strom ist und der Widerstand als ProportionalitÀtskonstante.

Zener-Dioden sind Dioden, die wie DC-Quellen funktionieren, wenn sie in Sperrrichtung vorgespannt oder rĂŒckwĂ€rts in Schaltungen angeordnet sind. Sie mĂŒssen mit einem Strombegrenzungswiderstand verwendet werden, um die Leistungsanforderungen des Herstellers zu erfĂŒllen.

Spannungsteiler

Studiere das Ohmsche Gesetz fĂŒr WiderstĂ€nde in Serie. Sie werden als Spannungsteiler verwendet. Die Gleichung fĂŒr eine sehr einfache mit zwei WiderstĂ€nden ist Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), wobei die gewĂŒnschte Ausgangsspannung ĂŒber R2 gemessen wird.

Konstruiere einen Spannungsteiler, der 4 Volt ergibt. Befestigen Sie die positive Seite der 12-Volt-Quelle an einer Seite von 660-Ohm den Widerstand, der R1 ist. Verbinden Sie sein freies Ende mit einer Seite des 330-Ohm-Widerstands, der R2 ist. Verdrahten Sie den verbleibenden Anschluss von R2 mit der negativen Seite des Netzteils.

Stellen Sie das Multimeter auf eine Gleichspannungseinstellung. Messen Sie die Ausgangsspannung an R2. Alternativ messen Sie den Ausgang zwischen den beiden WiderstÀnden, indem Sie einen Draht anbringen und eine Sonde auf ihn legen, und die andere auf einem Draht auf Masse. Die Ausgabe sollte ungefÀhr 4 Volt betragen.

Zener-Diodenregler

ÜberprĂŒfen Sie die Spezifikationen und die Widerstands- und Leistungsformeln fĂŒr die 1N4731A-Diode. Er gibt stabile 4,3 Volt aus und hat eine Leistung von 1 Watt. Es hat auch einen maximalen Izm-Strom von 1 W / 4,3 V = 233 mA. Der maximale Zener-Strom, der den 330-Ohm-Widerstand verwendet, ist (Vin - Vout) / R = 12 V - 4,3 V / 330 Ohm = 23 mA. Dies ist innerhalb von Izm und auch innerhalb der Leistungsaufnahme der Diode, da P = IV = 23 mA · 4,3 V = 100 mW.

Konstruieren Sie eine Schaltung mit der Zener-Diode und dem 330-Ohm-Widerstand in Reihe. Befestigen Sie die positive Seite der 12-Volt-Stromquelle an einer Seite des Widerstands. Verdrahten Sie das andere Ende des Widerstandes mit der Seite der Zener-Diode in Sperrrichtung, die die Seite ist, die durch eine Markierung angezeigt wird. Verbinden Sie den verbleibenden Diodenanschluss mit der negativen Seite der 12-Volt-Quelle.

Messen Sie die Spannung an der Diode, indem Sie an jedem Anschluss ein Multimeterkabel anbringen. Es sollte etwa 4,3 Volt lesen.

Spitze

Die Zener-Diode kann mit einer OperationsverstÀrker-Emitterfolgerschaltung gepaart werden, wenn ein höherer Ausgangsstrom benötigt wird.

Diese Berechnungen berĂŒcksichtigen nicht den Zener-Widerstand, der fĂŒr PrĂ€zisionsmessungen wichtig ist.

Warnung

Der Zener muss in Sperrrichtung vorgespannt sein, sonst verhÀlt er sich wie eine normale Siliziumdiode.

Halbleiter sind empfindliche GerĂ€te. Überschreiten Sie nicht die vom Hersteller angegebenen Leistungs-, Strom- und Temperaturwerte.

Seien Sie immer vorsichtig, wenn Sie elektrische Schaltkreise bauen, um Verbrennungen zu vermeiden oder Ihre AusrĂŒstung zu beschĂ€digen.

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