電阻分壓和電阻降壓是兩個不同的概念,但是它們都是利用了電阻的單向?qū)ㄐ院蜌W姆定律。
電阻分壓是指在一個串聯(lián)電路中,每個電阻所分得的電壓與其電阻值成正比,與其位置無關(guān)。電阻分壓的公式是:
其中,$u_i$是第$i$個電阻兩端的電壓,$r_i$是第$i$個電阻的阻值,$u_s$是總電壓,$n$是串聯(lián)電阻的個數(shù)。
例如,在下圖中,有三個串聯(lián)的電阻$r_1 = 10 \omega$, $r_2 = 20 \omega$, $r_3 = 30 \omega$,總電壓為$u_s = 60 v$。那么,每個電阻所分得的電壓為:
![電阻分壓示意圖]
可以看出,每個電阻所分得的電壓與其阻值成正比,與其位置無關(guān)。這就是電阻分壓的原理。
電阻降壓是指在一個串聯(lián)或并聯(lián)電路中,通過增加一個額外的電阻來減小負載上的電壓。這種額外的電阻稱為降壓電阻或限流電阻。降壓電阻的大小取決于負載的工作電壓和最大允許電流。
例如,在下圖中,有一個負載$r_l = 100 \omega$,需要工作在$5 v$的電壓下。但是,供給它的總電源為$12 v$。如果直接將負載接到總電源上,那么負載上的功率為:
$$p_l = \frac{u_s^2}{r_l} = \frac{12^2}{100} = 1.44 w$$
這可能會導致負載過熱或損壞。因此,需要在負載和總電源之間串聯(lián)一個降壓電阻$r_d$,使得負載上的實際工作電壓為$5 v$。根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律,可以得到:
$$u_l = u_s - u_d = u_s - i r_d = 5 v$$
其中,$u_l$是負載上的實際工作電壓,$u_d$是降壓電阻上的壓降,$i$是負載和降壓