分圧と分流の検証 電気回路の検証

分圧と分流について検証してみました。



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※誠に申し訳ありませんがこちらの電子工作のコンテンツは弊社の実験制作例となっております。十分な安全が保障されているわけではないため、参照や実施は自己責任となってしまいますのでご注意ください。

検証内容

合成抵抗値と、分圧、分流について理論値との比較を行ってみました。かなり安価な簡易テスターを用いているので正確性に欠けますが、±5%のカーボン抵抗を用いていることもあり、シビアな精度が求められる用途は想定していません。

定義

直列回路により電圧を分けるのが分圧、並列回路により電流を分けるのが分流

検証用抵抗

10KΩ±5%と22KΩ±5%のカーボン抵抗で検証。

10KΩと22KΩ

実測値

10KΩ 実測値 9.92KΩ(誤差0.8%)

10KΩ

22KΩ 実測値 21.5KΩ(誤差2.27%)

22KΩ

分圧

分圧回路

5V、R1 = 21.5KΩ、R2 = 9.92KΩ の時、それぞれにかかる電圧 V1、V2は

  • V1 = 5 × (21500 ÷ 31420) = 3.421V
  • V2 = 5 × (9920 ÷ 31420) = 1.579V

それぞれに流れる電流はオームの法則により、

  • I1 = 3.421 ÷ 21500 = 0.1591mA
  • I2 = 1.579 ÷ 9920 = 0.1591mA

R1とR2の合成抵抗は 31.6KΩ(理論値 21.5 + 9.92 = 31.42KΩ)

直列合成抵抗 理論値 31.42KΩ 実測値 31.6KΩ

直列合成抵抗

※実測値はブレッドボード回路の抵抗とジャンパワイヤ、抵抗自体の脚の抵抗により若干抵抗値がずれている。また、テスターは安価な簡易テスター。

オームの法則により、回路全体に流れる電流 I は

I = 5 ÷ 31600 = 0.1582mA

実測値 0.15mA

直列回路実測値

分流

分流回路

5V、R1 = 22KΩ、R2 = 10KΩの時、R1、R2の合成抵抗 R は和分の積により

R = (22 × 10) ÷ (22 + 10) = 6.875KΩ 実測値 6.79KΩ

並列合成抵抗 理論値 6.875KΩ 実測値 6.79KΩ

並列合成抵抗

※実測値はブレッドボード回路の抵抗とジャンパワイヤ、抵抗自体の脚の抵抗により若干抵抗値がずれている。また、テスターは安価な簡易テスター。

オームの法則により、I は

I = 5 ÷ 6790 = 0.7364mA

実測値 0.72mA

並列回路実測値

  • I1 = 0.7364 × (9920 ÷ 31420) = 0.2325mA
  • I2 = 0.7364 × (21500 ÷ 31420) = 0.5039mA

オームの法則により V1、V2は

  • V1 = 0.0002325 × 21500 = 5.000V
  • V2 = 0.0005039 × 9920 = 5.000V

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