مقسّم الجهد: لماذا يغيّر الحمل المتصل جهد الخرج؟
قارن خرج مقسّم المقاومات قبل توصيل الحمل وبعده باستخدام المقاومة المكافئة.
الطريقة
تفترض صيغة مقسّم الجهد الأساسية أن التيار لا يغادر نقطة الوسط إلا عبر المقاومة السفلية. إذا وصلت R1 المصدر بنقطة الوسط، ووصلت R2 نقطة الوسط بالمسار الراجع، فالخرج هو Vin × R2 / (R1 + R2). الحمل الموصول بين نقطة الوسط والمسار الراجع يكون على التوازي مع R2. استبدل R2 بالمقاومة المكافئة لهذا التوازي قبل تطبيق الصيغة. جهاز القياس نفسه يمثل حملًا، حتى لو كانت مقاومة دخله كبيرة.
مثال محلول
باستخدام القيم أدناه، تعطي مقاومتان متساويتان نصف جهد المصدر دون حمل. توصيل حمل يساوي المقاومة السفلية يجعل المقاومة المكافئة للفرع السفلي نصف قيمتها، فينخفض جهد الوسط ويزداد تيار المصدر. احسب مقاومة التوازي أولًا، ثم أدخلها باعتبارها المقاومة السفلية في حاسبة مقسّم الجهد. هذا الحمل ذو المقاومة الموجبة لا يستطيع رفع جهد الوسط المثالي.
Vin = 12 V; R1 = 1000 Ω; R2 = 1000 Ω
Vout = 12 × 1000 / (1000 + 1000) = 6 V
RL = 1000 Ω; R2 ∥ RL = 500 Ω
Vout = 12 × 500 / (1000 + 500) = 4 V
الفحوص والحدود
يفترض الحساب مصدرًا مثاليًا ثابتًا ومقاومات ثابتة. التفاوت في قيم المكونات والتسخين ومقاومة المصدر قد تغيّر القياس الحقيقي. مقسّم الجهد لا يحافظ على جهد تغذية ثابت عند تغيّر طلب التيار. تحقّق من القدرة المبددة وتصنيف كل مقاومة منفصلًا. الأحمال النشطة والمكثفات والممانعات المعتمدة على التردد تحتاج نموذجًا مناسبًا؛ الحساب لا يثبت السلامة الكهربائية ولا يعتمد تصميمًا عمليًا.