抵抗を使用してDC電圧を下げる方法は?


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12 V DC電源を使用して、抵抗器を使用して4.5 V DCを必要とするものに電力を供給する方法を教えてください。抵抗を追加すると電圧がどれだけ低下するかを判断する方法はありますか?

回答:


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短い答えは「それをしないでください」です。

抵抗器によって降下する電圧は、オームの法則によって与えられます:V = I R

したがって、デバイスに流れる電流が正確にわかっている場合は、抵抗を選択して正確に7.5 Vを落とし、その電流が流れるときにデバイスに4.5 Vを残すことができます。しかし、デバイスを流れる電流が変化している場合、または複数のシステムを作成したいが、すべてのデバイスが電流引き込みでまったく同じではない場合、抵抗器だけを使用してデバイスで一貫して4.5 Vを取得することはできません。

他のオプションには次のものがあります

  • リニアレギュレータ。これは基本的に可変抵抗器で、値を調整して出力を必要な場所に保持します。これはおそらく、デバイスの消費電力が非常に少ない場合(おそらく最大100 mA)に適したソリューションです。

  • シャントレギュレーター。これは、提案されているように抵抗を使用して電圧を降下させることを意味しますが、負荷と並列にデバイスを追加して電圧を制御します。シャントレギュレータは、電流を(制限内で)調整して、抵抗を流れる電流を適切に保ち、目的の出力電圧を維持します。

  • スイッチングレギュレータ。これは、いくつかのトリックを使用して、リニアレギュレータよりもはるかに優れた電力効率で目的の出力電圧を生成します。デバイスが10または20 mAを超える電流を必要とする場合、これがおそらく最良の選択です。


@Photon:(アンペア)電流を知らずに12V DCから7.5Vを落とすために必要な抵抗を「計算」することはできませんか?
cpx

@cpxいいえ、できません。
光子

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@cpx、さらに質問がある場合は、質問として投稿してください。しかし、過去の質問を見ると、まともな教科書(1年目の物理学テキストまたはallaboutcircuits.com)を見つけて、潜在的な差電流電力などの用語の意味まず理解することをお勧めします。
光子

2

これらの条件が満たされている場合、(高電力アルミニウム)抵抗[> 50ワット]によってDC電圧を下げることができます

  • バッテリーは、負荷に少なくとも20倍(またはそれ以上)の電流を供給するのに十分です。
  • 電力損失は問題ではありません。
  • (オーバー)加熱は問題ではないか、抵抗器の冷却メカニズムが良好です。
  • 負荷の最も低い抵抗でさえ、アルミニウムの抵抗よりもはるかに高い(20倍以上)。

注:20xは単なる人為的な数値であり、実際の数値は、負荷が許容できる電圧変動%に依存します。

ここに画像の説明を入力してください


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@ efox29で説明されているように2つの抵抗を使用できます。その構成の唯一の問題は負荷を流れる電流です。負荷を接続すると、負荷に電流が流れるため出力電圧が変化します。

私自身の簡単な解決策は、2つの抵抗の出力に接続されたボルテージフォロワーです。これにより、高い入力インピーダンスが提供されるため、

  1. 出力電圧は4.5Vで一定です

  2. 電圧フォロワとして使用されるオペアンプは、負荷が必要とするだけの電流を供給しようとします。

ここに私が話していることの写真があります:

ここに画像の説明を入力してください

この構成で2つの抵抗間の出力をVinに接続すると、出力は一定の値になり、オペアンプが必要な電流を負荷に供給します。


これは非常に自然で柔軟なソリューションのようです。欠点は何ですか?
ConvexMartian

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主な欠点は、(ほとんどの)オペアンプが大きな電流を供給するように設計されていないことです。また、私見では、オペアンプを挿入するまでに、電源/レギュレータICを挿入してしまったかもしれません。
ジョンU

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7805を市場から取り出し、ピン番号1をプラスに、ピン2をマイナスに接続し、ピン番号3からプラスから、ピン番号2からマイナスから出力を取り出し、出力ワイヤの距離を電源の出力端子から負荷まで1.5メートルに保ちます。


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「電源の出力端子から負荷までの出力線の距離を1.5メートルに保つ」ことについて詳しく説明していただけますか?
-Huy.PhamNhu

-1

上記のelectro103の回路図を見てください。4つの数値を知る必要があります:デバイスが引き出せる最大電流、引き込む最小電流、臭い雲に蒸発せずに耐えることができる最大電圧、そして機能するために必要な最小電圧。これらの4つの数値がないと、抵抗分圧器を設計できません。

このような配置は非常に非効率的であり、落下抵抗器で大きな熱が発生する可能性があることに注意してください。


これは、ジョンのほぼ5年前の質問には答えていません。
ウィンニー

回答する前に、今後の質問の年齢を必ず確認します。反対票は快く受け入れられます。それが価値があるものについては、私はエンジニアリングのキャリアを終了し、法律や不動産のような有用なものに入るべき時だと思います。STEMワーカーの不足は、解雇された数百万人の一部を再雇用することで解決できます。
richard1941
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