Elektriahelate projekteerimisel on võimalikud olukorrad, kui vooluringis voolab teatud suurusega vool ja koormus on mõeldud oluliselt väiksema tarbimise jaoks. Eriti selle juhtumi jaoks leiutati originaalsed vooluahela lahendused, mida nimetatakse voolujaoturiteks. Nende töö põhineb füüsikakursuselt tuntud Kirchhoffi seadusel.
Mõiste ja toimimispõhimõte
Voolujagur on nende 2 takisti spetsiaalne elektriskeem, mille kaudu on võimalik kogu vool I jagada kaheks komponendiks (foto allpool).
Mõlemad komponendid I1 ja I2 omandavad väärtused sõltuvalt kahe takisti suhtest (need on sellega pöördvõrdelised). Võrdsete nimitakistite korral voolab neist läbi pool voolust.
Märge: Resistiivse jaguri tööpõhimõtte teoreetiline alus on Kirchhoffi põhiseadus (väljundis ja sisendis olevate voolude summad on võrdsed).
Mõnikord võrreldakse kujundliku kujutise jaoks elektronide voogu kiire jõega, kus vee liikumiskiirus vastab juhi voolu tugevusele. Kui jagame selle kanali kaheks võrdseks ja paralleelselt voolavaks osaks, siis väheneb veesurve nendes (voolutugevus) täpselt poole võrra.
Voolu jagamise vooluahela analüüs
Esiteks esitame selle alloleval kujul.
Sisendpunkti "A" ja väljundi "B" potentsiaalide erinevus (pinge) on mõlema takisti puhul sama. Igal neist on oma takistus ja nende summa arvutatakse paralleelühenduse valemi abil, mis on esitatud allpool:
Kirchhoffi (esimene) reegli kohaselt on koguvool määratletud kui kahe ahela hargneva komponendi summa. Ja igas sellises vooluahelas olevad voolud määratakse valemitega, mis sisaldavad nendesse paigaldatud takistite väärtusi. Teisisõnu võib seda väljendada järgmiselt: selleks, et muuta ühe takistuse asemel näiteks sisse lülitatud ventilaatori voolu, piisab teise (paralleelse) takisti väärtuse muutmisest.
Paigaldades oma kohale muutuva väärtusega potentsiomeetri, on võimalik teatud piirides reguleerida ventilaatori labade pöörlemiskiirust (muuta selles olevat voolu). Need piirid sõltuvad seadme mootori mähise sisetakistusest ja potentsiomeetri väärtuse muutuste vahemikust.
Praegune jaoturi arvutamise näide
Vaatleme näiteks juhtumit I1 ja I2 väärtuste leidmiseks kunstlikult organiseeritud voolujaguris, mille teadaolev koguväärtus on I = 0,6 amprit. Selleks on vaja alloleval fotol näidatud valemeid:
Näiteks R1 on 100 oomi ja R2 on 20 oomi.
Edasised tegevused on järgmised:
- Ühe haru voolu valemi järgi leiame: I1 = 0,6x20 / (100 + 20) = 0,1 Amprit.
- Teise komponendi jaoks määrame: I2 = 0,6x100 / (100 + 20) = 0,5 amprit.
- Kuna R1 ja R2 võimsus langeb, valitakse ka need vastavalt sellele indikaatorile valemiga: P = IхIхR.
Takisti R1 korral P = 0,1x0,1x100 = 1 W ja R2 puhul on see näitaja P = 0,5x0,5x20 = 5 W. Võttes arvesse varu, valib see väärtused vastavalt 2 ja 10 vatti.