전압 분배 법칙
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전자공학에서, 전압분배법칙은, 다른 전압 (Vin)에 비례하는 전압 (Vout)을 만들기 위해 사용하는 설계기술이다.
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[편집] 저항 분배
두개의 저항기는 오른쪽 다이어그램에서 보여지는것 처럼 연결된다.
출력 전압 Vout는 아래처럼 Vin과 연관된다:
예시처럼, 만약 R1 = R2이라면
더 명확하고 실질적인 예시처럼, 만약 Vout=6V이고 Vin=9V (양쪽다 일반적으로 사용된 전압), 이라면:
대수학을 사용해서 풀고, R2은 반드시 R1 값의 두배이다.
0과 1사이의 어떠한 비율은 가능하다.
[편집] 부하 전압 분배
(위의) 저항 분배 법칙은 분배가 부화가 안걸릴 경우에만 동작하는것을 주의해라, 즉 부하저항은 무한하고 R1로 흐르는 모든 전류는 R2로 흘러간다. 만약 전류가 부하저항 (Vout)으로 흐르면, 부하저항은 Vout의 전압을 판별하기 위해서 반드시 R2과 병렬에서 고려되어야 한다. 이러한 경우에, Vout의 전압은 다음처럼 계산된다:
여기서 RL은 R2와 병렬연결된 부하저항이다.
[편집] 임피던스 분배
전압 분배는 일반적으로 두개의 저항을 사용하지만, 축전기, 인덕터, 조합된 임피던스가 사용될 수 있다. 일반적인 임피던스 Z1와 Z2에서, 전압이 된다.
예시로, 분배는 저항기와 축전기로 만들 수 있다
저항기의 임피던스는 간단히 그것의 저항이다:
- ZR = R
축전기의 임피던스는 저주파에 큰 저항이고 고주파에 작은 저항이다. 정확한 공식은 다음과 같다:
여기서 j는 허수 단위이고, ω는 초당 라디안의 주파수이다. 그러면 이 분배는 아래와 같은 전압비율을 갖게 될 것이다:
주파수에 의존적인 비율은, 주파수 증가에 이 경우는 감소된다. 이 회로는, 사실상, 기본 (1차) 로우패스 필터이며, 혹은, 세계의 라디오에서, 고음차단 필터이다. 비율은 허수를 포함하고, 실제로 필터의 증폭과 위상 시프트 정보를 포함한다. 단지 증폭율을 추출하기 위해서, 비율의 크기을 계산하거나, 임피던스 대신에 커패시터의 리액턴스를 사용한다.
[편집] 같이 보기
- 전류 분배 법칙
- 전위차계
- 휘트스톤 브리지