Sep 15, 2013

වෝල්ටීයතා බෙදුම/Voltage Divider


මේ ලිපිය PDF ලෙස ඩවුන්ලෝඩ් කරගන්න..
මෙහිදී මම පැහැදිලිකරන්නේ ප්‍රතිරෝධක වල එක සරල යෙදුමක් ගැන.වෝල්ටීයතා බෙදුම/Voltage Divider කියල තමයි මේකට කියන්නේ.බොහොම සරලයි.යොදාගැනීම අනුව තමයි සංකීර්ණ නව නිපැයුමක් බිහිවෙන්නේ.විභව බෙදුම භාවිතා වන ප්‍රායෝගික තැන්...
හොඳයි,වෝල්ටීයතා බෙදුම කුමකටද?සරලවම කිව්වොත් අපි ළඟ තියෙන පරිපතයකට අපි දෙන්නේ එක සැපයුම් වෝල්ටීයතාවයක්(Vss).6V,12V .... ආදී ලෙස.අපි දෙන මේ එක වොල්ටියතාවකින් සරිපතයේ විවිධ කොටස් ක්‍රියාකරවන්න ඕන,අපි සාමාන්‍ය LED එකක් ක්‍රියාකරවන්න 3V විතර වෝල්ටීයතාවක් දෙන්න ඕන.සමහර IC වලට 3.3V හෝ 5V ආදී ලෙස වෝල්ටීයතාවක් දෙන්න ඕන.මේ සියලුම විවිධ වූ වෝල්ටීයතා අපි දෙන එකම සැපයුම් වොල්ටියතාවයෙන්(Vss) නිර්මාණය කරන්න ඕන.මේ ගැටලුවට තියෙන සරලම විසඳුමක් තමයි ප්‍රතිරෝධක වෝල්ටීයතා බෙදුම.
සරල උදාහරණයකින් කියන්නම්.



මේ පරිපතයෙන් රෙසිස්ටර් 4ක වෝල්ටීයතා බෙදුමක් දක්වල තියෙනවා.R1=2Ω,R2=6Ω,R3=12Ω,R4=4Ω වෙනවා.බලන්න මේ සටහනේ A,B,C,D,E කියන සන්ධි.බැටරිය 12V එකක්.මිලි අමිටරයක් දාල තියෙනවා.වම පැත්තේ ඉඳල තියෙන වොල්ට්මිටර් 4 ක පිළිවලින් A,B,C,D සන්ධි වල වෝල්ටීයතාවය E සන්ධිය හෙවත් බැටරියේ (-) ට සාපේක්ෂව පෙන්වනවා.වමපස සිට පළවෙනි වොල්ට්මිටරය කෙලින්ම සම්බන්ධවෙලා තියෙන්නේ බැටරියට සමාන්තරගතව(Parallel).ඒ නිසා ඒ මීටරයේ පෙන්වන්නේ බැටරියේ වෝල්ටීයතාවය.VAE=12V(E ට සාපේක්ෂව A හි වෝල්ටීයතාවය= VAE)දැන් B වල බලමු.ඒ කියන්නේ VBE..කොහොමද එතන 11V වුනේ?ඔන්න ඔතන තමයි වෝල්ටීයතා බෙදුම ක්‍රියාත්මක වෙන්නේ.බලමු 11V වෙන විදිය..ප්‍රතිරෝධකයක් තුලින් ධාරාවක් ගලනකොට ඒ ගලන ධාරාවට භාධකයක් ඇති කරන එක තමයි ප්‍රතිරෝධකයකින් කරන්නේ.මේ නිසා ප්‍රතිරෝධකය දෙපස විභාවන්තරයක් ඇති වෙනවා.මේ කියන දේ සරලවම ඕම නියමය මගීන් පෙන්නනවා.V=IR,...මේ පරිපථයේ I=500mA ගලනවා.තව R වලට අගයකුත් තියෙනවා.ඒ නිසා R අතර V කියන වෝල්ටීයතාවය ඇති වෙනවා.හරි ඉතින් කොහොමද B වල 11V උනේ?ඒ කියන්නේ VBE=11V උනේ කොහොමද?සරලයි...V=IR=0.5A*(4+12+6)Ω=11V4+12+6  කියල ගත්තේ අපිට වෝල්ටීයතාවය හොයන්න ඕන කරන සන්ධි දෙක අතර සමක ප්‍රතිරෝධය..මතක විදියට සමක ප්‍රතිරෝධය ගැන කියල නෑ කලින්.මහා දෙයක් නෑ සමක ප්‍රතිරෝධය කියන්නේ විවිධ ප්‍රතිරෝධ කිහිපයක් වෙනුවට යොදන්න පුළුවන් තනි අගය සහිත ප්‍රතිරෝධකය.අපි B-E වල වෝල්ටීයතාවය හොයද්දි අපිට ඕන B-E අතර සමක අගය.මේ සමක අගය හැදිලා තියෙන්නේ ප්‍රතිරෝධක 3ක්(R2,R3,R4) එකතු වෙලා.ඒවා එකතුවෙලා තියෙන විදිය වැදගත්.මේකෙදි නම් ඒ ප්‍රතිරෝධක තුන හරහාම යන්නේ එකම(එකම කියන්නේ අගය සමානයි කියන එක නෙමෙයි.තනි අගයක් කියන එක.මේ පරිපථයේ 500mA) ධාරාවක්.ඒ නිසා මේ ප්‍රතිරෝධක තුනම එකිනෙක ශ්‍රේණිගතයි.( Serial).ශ්‍රේණිගත,සමාන්තරගත,ප්‍රතිරෝධක සමකය ගැන පැහැදිලි වෙන්නත් එක්කම තව උදාහරණයක් බලමු.



දැන් මේ පරිපථය ගැන හිතන්න...මේකෙත් A,B,C,D,E කියන සන්ධි තියෙනවා.වම්පස වෝල්ට් මිටරයෙන් මැනෙන්නේ ඉස්සෙල්ල්ල එකේ වගේ (-) අග්‍රයට සාපේක්ෂව A වල වෝල්ටීයතාව නෙමෙයි.R1,R2,R3 සමකයේ වෝල්ටීයතාවය.ඒ කියන්නේ A-B අතර සමකය.මේ රෙසිස්ටේර් තුන තුළින් ගලායන්නේ විවිධ වූ ධාරාවන් තුනක්.එකිනෙක සමාන වෙන්නෙත් නෑ.මොකද රෙසිස්ටර් තුනේ අගයන් තුනක් තියෙන නිසා.හරි දැන් මේ රෙසිස්ටර් තුන තුළින් වෙනස් ධාරාවන් තුනක් ගලායන නිසා මේ රෙසිස්ටර් තුන සමාන්තරගත රෙසිස්ටර් තුනක්.එහෙම වෙලාවට සමකය ගන්න නම්,ප්‍රතිරෝධක තුනේ අගයන්ගේ පරස්පර වල එකතුව අරගෙන එහි පරස්පරය ගන්න ඕන.මේ විදියට ගණිතමය ප්‍රකාශනයක් දෙන්න පුළුවන්.1/R=1/R1+1/R2+1/R3.............+1/Rnමේ R කියන්නේ සමක ප්‍රතිරෝධාකයේ අගය.දැන් මේ ප්‍රකාශනයට ආදේශ කරලා සමක අගය හයන්න පුළුවන්.1/R=1/10+1/30+1/50àR=6.5217Ωමේ හෙව්වේ RAB,තව එකක් හොයමු. RBCමෙහිදී,ඉස්සෙල්ලම R5 සහ R9 ශ්‍රේණිගත වෙලා ,පසුව R4 ට සමාන්තරගත වෙලා තියෙනවා කියල දකින්න.එහෙනම් ඉස්සෙල්ලම R5,R9 සමකය හොයමු..මහා දෙයක්ද ඒක ශ්‍රේනිගතයි නේ..දෙකේ එකතුවෙන් සමකය ලැබෙනවා.සමකය=30Ωදැන් මේ සමකය R4 ට සමාන්තරගත වෙලා.එහෙනම් සම්පුර්ණ සමකය, RBC1/ RBC=1/30+1/10-àR=7.5ΩCD අතර සමකයක් කියල හොයන්න ඕන නෑ නේ..DE අතර බලන්න.සමාන ප්‍රට්ඨිරෝධක දෙකක් සමාන්තරගතව තියෙනවා.මේකත් කලින් විදියට හොයන්න පුළුවන්.කිසිම ප්‍රශ්නයක් නෑ.එත් මේ වගේ වෙලාවල් වලට සරලව හොයන්න ක්‍රමයක් තියෙනවා.ඒ තමයි,සමක අගය=එක ප්‍රතිරෝධයක අගය/ප්‍රතිරෝධක ගණන කියන ප්‍රකාශනය මගින්.මෙහිදී,RDE=10/2=5Ωදැන් කොටස් වශයෙන් සමක කීපයක් හොයල තියෙනවා..ඉතින් පුළුවන් මුළු සමක අගය හොයන්න.ඒ කිව්වේ RAE...ඉහත හෙව්ව සමක සියල්ලම එකිනෙක ශේනිගතව එකතුවෙන බව දකින්න.ඒ නිසා,RAE= RAB+RBC+RCD+ RDE=6.5217+7.5+50+5=69.0217Ωදැන් ගලන ධාරාව හොයන්න පුළුවන්,I=V/R=100/69.0217=1.4488Aදැන් ඕන තැනක වෝල්ටීයතාවය හොයන්න පුළුවන්...VAB=I*RAB=1.4488*6.5217=9.4486VM2 වලින් මැනෙන්නේ VBE,M3 වලින් VCD,M4 වලින් VDE...හොයල බලන්න.පලවෙනි උදාහරණයේ තියෙන අනිත් අගයනුත් ගණනය කරන්න.


මම නැවත විභව බෙදුම ගැන කියන්නම්.මේක Voltage Deviding Rule කියල බොහෝ යෙදීම් වලට භාවිතා කරනවා.


අපිට මේ විබව බෙදුම් ක්‍රමය මේ විදියට ප්‍රකාශන මගින් දක්වන්න පුළුවන්.

VR1=V/(R1+R2)*R1

VR2=V/(R1+R2)*R2

VR1=R1 අතර වෝල්ටීයතාවය,VR2=R2 අතර වෝල්ටීයතාවය,V=විබව බෙදුමට සපයන වෝල්ටීයතාවය.


විභව බෙදුමේ න්‍යය කොටස් මෙහෙම වුනත්,මේක ප්‍රායෝගිකව භාවිතා කිරීම ගණන් හදනවා වගේ ලේසි නෑ.දැන් ඔබ හිතාවි මගේ ළඟ තියෙන 12V බැටරියට මේ විදියට විභව බෙදුමක් දාල 3V,6V..ගන්න පුළුවන් නේ කියල.ඒත්,එහෙම ගන්න පුළුවන් වෝල්ට් මිටරෙකට විතරයි..හේතුව මොකද කියනවනම්,වෝල්ට් මීටරයක් කියන්නේ අධික අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝදයක් තියෙන උපකරණයක්.ඒ වගේ එකක් ගන්නේ අඩු ධාරාවක්.අඩු ධාරාවක් ලබාගන්න උපකරණ වලට නේ විදියට කරලා ගත්තට ප්‍රශ්නයක් නෑ.එහෙම අඩු ධාරාවක් නොවන උපකරණයක් සවිකරනවානම්,ඒ උපකරණය සහ විභව බෙදුමේ අදාළ ප්‍රතිරෝධකය එකිනෙක ශ්‍රේණිගත වෙනවා කියල ඔයාලට වැටහෙනවා ඇති.එහෙම නම් අපි ගාන හදල බලන්න ඕන ඒ සමක ප්‍රතිරෝධයට.කොහොම උනත් අපිට සාමාන්‍ය ප්‍රතිරෝධකයක් හරහා ලබාගන්න පුළුවන් වෙන්නේ සීමිත ධාරාවක්.එනිසා මේ ක්‍රමය කවදාවත් සැපයුම් පරිපථ(Supply cct) සඳහා උචිත වෙන්නේ නෑ.ඒත්,සැපයුම් පරිපථ .. ඒ කිව්වේ Voltage regulator වගේ ඒවායේ මේ විදියට මේ ක්‍රමය යොදාගෙන තියෙනවා.එත් මේ විදියට කෙලින්ම නෙමේ..තව අමතර කෑලි යොදාගෙන..ට්‍රාන්සිස්ටර් එකකට අපිට මේ ගන්න පුළුවන් අඩු ධාරාව වැඩි කරගන්න පුළුවන්.නැත්නම් ඒ සඳහා යොදාගන්න පුළුවන් IC වර්ග තියෙනවා.(උදා:LM317,LM7805).


මේ සරල වර්ධක පරිපථයේ R1 සහ R2 මගින් ට්‍රාන්සිස්ටරය අවශ්‍ය ක්‍රියාකාරී අවස්ථාවට පත් කිරීමට අවශ්‍ය IB කියන කුඩා ධාරාව ලබාදෙයි.




මෙය සරල අඳුරට සංවේදී පරිපතයකි.මෙහි විභව බෙදුම් කීපයක්ම ඇත.R1,R2 බෙදුම,R6,R7 බෙදුම,R3,R4 බෙදුම දැක්විය හැකිය.



මේ LM317 පරිපථයේ අපට ලබාගැනීමට  අවැසි වෝල්ටීයතාවය තීරණය කරන්නේ P1 විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකය සහ R2 යන විබව බෙදුමයි.විභව බෙදුමේ වෝල්ටීයතාවය Adj අග්‍රය මගින් සංවේදනය කර අනුරූප ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය ලබාදෙයි.මේ අයුරින් විභව බෙදුම් සංකල්පය භාවිතා වන ස්ථාන බොහෝය.අධ්‍යනය කර සොයාගන්න.


මෙහි නොතේරෙන තැන් ගැන පසුව වැටහේවි.එක දවසෙන් රජ වෙන්න බෑ.

බුදු සරණයි.




Reactions:

0 ප්‍රතිචාර:

Post a Comment