Potansiyometreli gerilim bölücü

Öğretim programları: GCSE, A-level, IB B.5

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Bir potansiyometreden ayarlanabilir bir gerilim elde etmek ve bir yükün bölücünün çıkışını nasıl değiştirdiğini görmek.

Düzenek

10 V'luk bir kaynak, 1 kΩ'luk bir potansiyometrenin iki dış ucuna bağlıdır; ayar düğmesi orta konumdadır. Voltmetre kayar kontak ile eksi kutup arasındadır. Çıkışa bir anahtar üzerinden 1 kΩ'luk bir yük bağlıdır; anahtar açıktır.

İşlem basamakları

1. Voltmetrenin gösterdiği değeri not edin.
2. Potansiyometrenin ayar düğmesini önce bir yönde, sonra diğer yönde sonuna kadar çevirin.
3. Ayar düğmesini orta konuma getirin ve yükün anahtarını kapatın.
4. Yük altında voltmetrenin gösterdiği değeri not edin.

Beklenen sonuç

Orta konumda çıkış gerilimi yaklaşık 5,00 V'tur. Ayar düğmesini çevirmek bu gerilimi 0 ile 10 V arasında değiştirir: saat yönünde çevrildiğinde kayar kontak, kaynağın artı kutbuna bağlı uca doğru hareket eder ve gerilim yükselir. 1 kΩ'luk yük altında çıkış yaklaşık 4,0 V'a düşer: yük, potansiyometrenin alt yarısını şöntler.

Sorular

1. Yük altında bölücünün gerilimi neden azalır?
2. Düşüşün %1'den az olması için yük ne olmalıdır?

Cevaplar

1. Yük, potansiyometrenin alt yarısına paralel bağlıdır; 1 kΩ'a paralel 500 Ω yaklaşık 333 Ω eder. Bölücünün alt kısmının direnci artık üstteki 500 Ω'dan küçüktür ve 10 V'tan daha küçük bir pay alır: 10 V × 333 / 833 ≈ 4,0 V.
2. Çıkıştan bakıldığında orta konumdaki bölücü, çıkış direnci \(R_{out}\) = 250 Ω olan 5 V'luk bir kaynak gibi davranır; bu direnç, paralel bağlı iki 500 Ω'luk yarıdan oluşur. Çıkış \(R_{out} / (R_{out} + R_L)\) oranında düşer; bu yüzden düşüşün %1'in altında olması için \(R_L\) yükü 99 × 250 Ω ≈ 25 kΩ'dan büyük, yani potansiyometrenin direncinin 25 katı olmalıdır.