- Funcionamento do Circuito Divisor Atual
- Testando Circuito Divisor Atual em Hardware
- Aplicações atuais do divisor
Ao projetar um circuito eletrônico, existem muitas situações em que um circuito requer diferentes valores de fontes de tensão e corrente. Por exemplo, ao definir a tensão predefinida para um Op-Amp, é muito comum usar um circuito divisor de potencial para obter os valores de tensão necessários. Mas e se precisarmos de um valor específico de corrente? Semelhante ao divisor de tensão, existe outro tipo de circuito denominado divisor de corrente que pode ser usado para dividir a corrente total em várias dentro de um circuito fechado. Portanto, neste tutorial, aprenderemos como construir um circuito divisor de corrente simples usando o método resistivo (usando apenas resistores). Observe que também é possível fazer um divisor de corrente usando indutores e o funcionamento de ambos os circuitos será o mesmo.
Funcionamento do Circuito Divisor Atual
Um resistor é o componente passivo mais usado em eletrônica e é muito fácil construir um divisor de corrente usando resistores. O divisor de corrente é um circuito linear que divide a corrente total que flui em um circuito e cria uma divisão ou produz uma fração da corrente total.
De acordo com a regra do divisor de corrente, a corrente que flui através de qualquer ramo paralelo de um circuito será igual ao produto da corrente total e a razão entre a resistência do ramo oposto e a resistência total. Assim, com a regra do divisor de corrente, podemos calcular a corrente que flui por um ramo se conhecermos o valor total da corrente e da resistência de outros ramos. Vamos entender mais sobre isso à medida que prosseguirmos.
O divisor de corrente pode ser construído facilmente usando KCL (Lei Atual de Kirchhoff) e Lei de Ohms. Vamos ver como essa divisão ocorre em um circuito resistivo conectado em paralelo.
Na imagem acima, dois resistores de 1 Ohm estão conectados em paralelo, que são R1 e R2. Esses dois resistores compartilham a corrente total que flui através do resistor. Uma vez que a tensão entre esses dois resistores é a mesma, a corrente que flui através de cada resistor pode ser calculada usando a fórmula do divisor de corrente
Assim, a corrente total é I Total = I R1 + I R2 de acordo com a lei atual de Kirchoff.
Agora, para encontrar a corrente de cada resistor, usamos a lei de Ohms I = V / R em cada resistor. Nesse caso, I R1 = V / R1 e I R2 = V / R2
Portanto, se usarmos esses valores em I Total = I R1 + I R2, a corrente total será
Corrente total = V / R1 + V / R2 = V (1 / R1 + 1 / R2)
Portanto, V = I total (1 / R1 + 1 / R2) -1 = I total (R1R2 / R1 + R2)
Portanto, se pudermos calcular a resistência total e a corrente total, então usando a fórmula acima, podemos obter a corrente dividida através do resistor. As fórmulas da regra do divisor atual para calcular a corrente através de R1 podem ser fornecidas como
I R1 = V / R1 = I total I R1 = I total (R2 / (R1 + R2))
Da mesma forma, as fórmulas da regra do divisor atual para calcular a corrente através de R2 podem ser fornecidas como
I R2 = V / R2 = I total I R2 = I total (R1 / (R1 + R2))
Portanto, onde os resistores são mais de dois, é necessário calcular a resistência total ou equivalente para descobrir a corrente dividida em cada resistor usando a fórmula
I = V / R
Testando Circuito Divisor Atual em Hardware
Vamos ver como esse divisor atual funciona em um cenário real.
Existem três resistores no esquema acima que são conectados a uma fonte de corrente fixa ou constante de 1A. Todos os resistores são classificados como 1 Ohm. Portanto, R1 = R2 = R3 = 1 Ohm.
Este circuito é testado na placa de ensaio conectando os resistores um a um em uma configuração paralela com uma fonte de corrente constante 1A conectada ao circuito. Você também pode verificar este circuito de corrente constante simples para aprender como funciona a fonte de corrente e como construir um por conta própria. Na imagem abaixo, um único resistor é conectado ao circuito.
A corrente está mostrando 1A no multímetro quando conectado ao resistor. Em seguida, um segundo resistor de 1 Ohms é adicionado. A corrente caiu para a metade, aproximadamente 500mA em cada resistor, conforme mostrado abaixo
Por que isso aconteceu? Vamos descobrir usando o cálculo do divisor atual. Quando dois resistores de 1 Ohm são conectados em conexão paralela, a resistência equivalente será -
R Equivalente = (1 / (1 / R1 + 1 / R2)) = (1 / (1/1 + 1/1) = 0,5 Ohms
Portanto, quando duas resistências de 1 Ohm são conectadas em paralelo, a resistência equivalente se torna 0,5 Ohms. Assim, a corrente através do R1 é
I R1 = I total (R equivalente / R1) I R1 = 1A (0,5 Ohms / 1 Ohms) = 0,5 Amps
A mesma quantidade de corrente está fluindo através do outro resistor porque R2 é o mesmo resistor de 1 Ohms e a corrente é constante até 1A. O multímetro está mostrando aproximadamente 0,5 Amps, que está fluindo através dos dois resistores.
Agora, um resistor adicional de 1 Ohm está conectado ao circuito. O multímetro agora mostra aproximadamente 0,33A de corrente fluindo por cada resistor.
Como existem três resistores conectados em paralelo, vamos descobrir a resistência equivalente dos três resistores em conexão paralela
Equivalente de R = (1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)) Equivalente de R = (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1)) Equivalente de R = 1/3 Equivalente de R = 0,33 Ohms
Agora, a corrente através de cada resistor, IR = I total (R equivalente / R1) IR = 1 Amp x (0,33 Ohms / 1 Ohms) IR = 0,33 Amp
O multímetro está mostrando aproximadamente 0,33 Amp fluindo em cada resistor, pois todos os resistores têm 1 Ohm de valor e estão conectados em um circuito onde o fluxo de corrente é fixo com 1A. Você também pode assistir ao vídeo no final da página para verificar como funciona o circuito.
Aplicações atuais do divisor
A principal aplicação do divisor de corrente é produzir uma fração da corrente total disponível no circuito. No entanto, em alguns casos, o componente usado para transportar a corrente tem um limite de quanta corrente realmente flui através do componente. A sobrecorrente causa maior dissipação de calor, bem como reduz a expectativa de vida dos componentes. Usando um divisor de corrente, a corrente que flui através de um componente pode ser minimizada e, portanto, um componente de tamanho menor pode ser usado.
Por exemplo, em um caso onde uma potência de resistor maior é necessária; adicionar vários resistores em paralelo diminui a dissipação de calor, e resistores de potência menores podem fazer o mesmo trabalho.