Comment nommer ce que fait cette résistance?

J'ai un circuit de base qui utilise une photorésistance alimentée par une source de cinq volts. J'avais fait ce projet pour montrer à mon fils différents capteurs et j'avais utilisé un circuit que j'avais trouvé en ligne. Cela ressemble à ceci:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

La seule façon dont je pourrais expliquer cela, c'est que la résistance fournirait un chemin sûr vers la masse afin que le courant ne pénètre pas dans le capteur analogique et ne le blesse pas (ne laissant que la «tension» pour lire à partir de la photorésistance).

Je ne suis pas sûr que son but soit de le protéger. J'ai examiné des exemples de résistances pullup / pulldown, mais cela semble être pour empêcher une entrée logique de "flotter". Il semble que ce ne serait pas le cas dans ce circuit car il s'agit d'une alimentation à tension variable continue.

Comment puis-je nommer son objectif?

Ce n'est pas pour la protection, c'est pour former un diviseur de tension avec la cellule photoélectrique.

Pour une photocellule typique, la résistance peut varier entre disons, 5 kΩ (clair) et 50 kΩ (sombre)
Notez que les valeurs réelles peuvent être très différentes pour votre capteur (vous devrez vérifier la fiche technique pour celles-ci)

Si nous laissons la résistance hors
tension , l'entrée analogique verra 5 V dans les deux sens (en supposant une entrée analogique d'une impédance suffisamment élevée pour ne pas affecter les choses de manière significative) En effet, il n'y a rien pour abaisser le courant et la tension de chute.

Pas de résistance

Supposons que le capteur soit connecté à un ampli-op avec une résistance d'entrée de 1 MΩ (assez faible pour les amplis-op, peut être de 100 MΩ)

Quand il n'y a pas de lumière qui brille sur la photocellule et que sa résistance est à 50 kΩ on obtient:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 4.76~\mathrm{V}$$

Quand il y a de la lumière qui brille sur la photocellule et que sa résistance est à 5 kΩ, on obtient:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{1~\mathrm{M}\Omega}{1~\mathrm{M}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.98~\mathrm{V}$$

Vous pouvez donc voir que ce n'est pas très utile comme ça - il ne oscille que ~ 200 mV entre la lumière et l'obscurité. Si la résistance d'entrée des amplis op était plus élevée qu'elle ne le sera souvent, vous pourriez parler de quelques µV.

Avec résistance

Maintenant, si nous ajoutons l'autre résistance à la terre, cela change les choses, disons que nous utilisons une résistance de 20 kΩ. Nous supposons que toute résistance de charge est suffisamment élevée (et la résistance de source suffisamment faible) pour ne pas faire de différence significative, donc nous ne l'incluons pas dans les calculs (si nous le faisions, cela ressemblerait au diagramme du bas dans la réponse de Russell)

Lorsqu'il n'y a pas de lumière qui brille sur la photocellule et que sa résistance est à 50 kΩ, on obtient:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.429~\mathrm{V}$$

Avec la lumière qui brille sur la photocellule et sa résistance est de 5k, nous obtenons:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{20~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 4.0~\mathrm{V}$$

Vous pouvez donc, espérons-le, voir pourquoi la résistance est nécessaire pour traduire le changement de résistance en tension.

Avec résistance de charge incluse

Par souci de rigueur, supposons que vous vouliez inclure la résistance de charge de 1 MΩ dans les calculs du dernier exemple:

Pour rendre la formule plus visible, simplifions les choses. La résistance de 20 kΩ sera désormais parallèle à la résistance de charge, nous pouvons donc les combiner en une seule résistance efficace:

$$\frac{20~\mathrm{k}\Omega \times 1000~\mathrm{k}\Omega}{20~\mathrm{k}\Omega + 1000~\mathrm{k}\Omega} \approx 19.6~\mathrm{k}\Omega$$

Maintenant, nous remplaçons simplement les 20 kΩ de l'exemple précédent par cette valeur.

Sans lumière:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 50~\mathrm{k}\Omega} = 1.408~\mathrm{V}$$

Avec lumière:

$$5~\mathrm{V} \times \frac{19.6~\mathrm{k}\Omega}{19.6~\mathrm{k}\Omega + 5~\mathrm{k}\Omega} = 3.98~\mathrm{V}$$

Comme prévu, pas beaucoup de différence, mais vous pouvez voir comment ces choses doivent être prises en compte dans certaines situations (par exemple avec une faible résistance de charge - essayez d'exécuter le calcul avec une charge de 10 kΩ pour voir une grande différence)

(1) Cela s'ajoute à ce que dit Oli.

Cela s'applique si une charge de sortie est absente ou a une résistance beaucoup plus élevée que R1 ou R2 et peut donc être ignorée.

La loi d'Ohm nous dit que la chute de tension à travers une résistance est proportionnelle au courant I et à la résistance R, de sorte que

• V = I x R

Le courant Iin passe par R1 puis par R2 jusqu'à la masse.
Comme le courant est commun aux deux et est également le même que Iin, nous n'avons pas besoin de faire référence à I_in, I_R1 et I_R2 - nous pouvons simplement désigner n'importe quel courant comme "I" car tous sont le même courant.

Donc

• La tension aux bornes de R1, V_R1 = I x R1

• La tension aux bornes de R2, V_R2 = I x R2.

Réorganiser ces équations, nous pouvons écrire

• I = V_R1 / R1 et

  I = V_R2 / R2

Comme c'est la même chose, je les deux lignes sont égales, donc

• V_R1 / R1 = V_R2 / R2

ou - V_R1 / V_r2 = R1 / R2

Autrement dit, les chutes de tension aux bornes des résistances dans un diviseur de tension non chargé sont proportionnelles aux valeurs des résistances.

Ainsi, par exemple, nous avons 12V sur un diviseur 30k + 10k, alors que les valeurs de résistance sont de 3: 1, les tensions seront également de 3: 1. Ainsi, la tension aux bornes du 30k sera de 9 volts et la tension aux bornes du 10k sera de 3 volts.

Ceci est assez évident une fois que vous l'utilisez suffisamment pour qu'il devienne vraiment allumé = bvious, mais il est toujours très puissant et utile.

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Si Vin a une résistance interne et s'il y a une résistance de charge, les équations deviennent plus compliquées. PAS complexe et pas particulièrement difficile - juste plus compliqué. Pour vous aider pendant que vous apprenez, cette calculatrice onine vous permet de calculer les valeurs de ce circuit:

http://www.vk2zay.net/calculators/simpleDivider.php