Cầu phân áp là gì? Công thức tính cầu phân áp

Cầu phân áp là một trong những mạch cơ bản và thường gặp trong ngành điện tử, không cần các linh kiện phức tạp như transistor hay mosfet. Cầu phân áp giúp lấy điện áp phù hợp cho các thiết bị và mạch điện tử hoạt động ổn định và hiệu quả. Trong bài viết này, bạn hãy cùng Cáp điện VN tìm hiểu chi tiết về cầu phân áp là gì và công thức tính cầu phân áp như nào nhé.

Cầu phân áp là gì?

Cầu phân áp là một mạch điện đơn giản dùng để hạ điện áp đầu vào lớn thành điện áp đầu ra nhỏ hơn theo ý muốn. Cơ bản, cầu phân áp sử dụng các điện trở mắc nối tiếp nhau, lấy điện áp từ điểm nối giữa các điện trở để tạo ra điện áp thấp hơn so với điện áp nguồn ban đầu. Nguyên lý làm việc dựa trên định luật điện áp chia tỷ lệ theo giá trị điện trở.

Cầu phân áp thường dùng trong các thiết bị điện tử để điều chỉnh điện áp, mạch hồi tiếp ổn định điện áp nguồn, hoặc các công tắc chỉnh tốc độ quạt, thiết bị điện gia dụng, xe hơi,… Nhờ cầu phân áp, có thể lấy điện áp cần thiết mà không cần dùng tới bộ nguồn phức tạp hay các linh kiện bán dẫn công suất lớn.

Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cầu phân áp

Nguyên lý hoạt động của cầu phân áp dựa trên việc sử dụng một nguồn điện áp đầu vào và mắc nối tiếp hai hoặc nhiều điện trở để tạo ra điện áp đầu ra nhỏ hơn theo tỉ lệ mong muốn. Khi dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp, điện áp sẽ được phân chia tỉ lệ với trị số điện trở, tức là điện áp tại mỗi điện trở sẽ tỉ lệ với điện trở đó so với tổng điện trở trên mạch. Nhờ nguyên lý đơn giản này mà cầu phân áp không cần đến các linh kiện điện tử phức tạp như transistor hoặc mosfet.

Công thức tính cầu phân áp

Cầu phân áp sử dụng 2 điện trở:

Mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp với nguồn điện áp Vcc. Điện áp đầu ra (Vout) lấy tại điểm nối giữa R1 và R2. Để tính Vout, trước hết tính dòng điện I chạy trong mạch:

Sau đó điện áp đầu ra tính theo:

Vout= I × R2

Ví dụ:

• Nguồn cung cấp: 19 V
• R1 = 420 kΩ
• R2 = 150 kΩ

Tính dòng I:

Điện áp đầu ra:

Vout =0.033 × 150 = 5 V

Cầu phân áp sử dụng 3 điện trở:

Mạch gồm ba điện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp với nguồn Vcc. Ta cần tính hai điện áp đầu ra Vout1 và Vout2:

Ví dụ minh họa

• Nguồn cung cấp: 12 V
• R1 = 50 kΩ
• R2 = 80 kΩ
• R3 = 40 kΩ

Tính dòng I:

Tính điện áp đầu ra:

• V out1 = 0.07 × (80+40) = 8.4V
• Vout2 = 0.07 × 40 = 2.8 V

Những công thức và phương pháp tính này giúp bạn dễ dàng xác định điện áp cần thiết từ một nguồn lớn hơn bằng cách sử dụng cầu phân áp đơn giản và hiệu quả trong các thiết bị điện, mạch điện tử hay các ứng dụng kỹ thuật.

Ứng dụng của cầu phân áp

Cầu phân áp có nhiều ứng dụng quan trọng trong thiết bị điện tử và các hệ thống điện, cụ thể như sau:

• Điều chỉnh điện áp: Cầu phân áp được dùng để tạo điện áp đầu ra nhỏ hơn từ một nguồn điện áp lớn hơn, giúp cung cấp điện áp phù hợp cho các linh kiện điện tử hoặc cảm biến mà không cần bộ đổi nguồn phức tạp.
• Ổn định điện áp: Trong các mạch hồi tiếp như ở laptop hoặc các thiết bị điện tử, cầu phân áp giúp giữ điện áp ổn định, đảm bảo thiết bị hoạt động chính xác và bền bỉ hơn.
• Ứng dụng trong cảm biến: Cầu phân áp thường được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu từ biến trở thành điện áp tương ứng, từ đó đo lường nhiệt độ, áp suất, vị trí, hay mức nhiên liệu trong ô tô và các thiết bị gia dụng.
• Điều chỉnh tốc độ: Trong mạch điều khiển quạt, đèn LED hoặc màn hình hiển thị, cầu phân áp giúp điều chỉnh độ sáng hoặc tốc độ hoạt động dễ dàng và chính xác.

Tóm lại, cầu phân áp đóng vai trò thiết yếu trong việc điều chỉnh và chia nhỏ điện áp trong nhiều thiết bị và hệ thống điện tử, giúp tăng hiệu quả hoạt động và tối ưu thiết kế mạch điện.

Trên đây chúng tôi đã giải thích cho quý khách hàng biết về cầu phân áp là gì? Cầu phân áp là thành phần quan trọng trong các hệ thống điện và điện tử, được ứng dụng rộng rãi từ các thiết bị gia dụng đến hệ thống công nghiệp. Nhờ cấu tạo đơn giản, chi phí thấp mà cầu phân áp vẫn giữ vai trò cơ bản trong việc điều chỉnh điện áp, giúp thiết kế các mạch điện hoạt động chính xác và an toàn hơn.