Två sätt att reducera ett 12 volts system till 4 volt är att använda spänningsdelare eller Zener-dioder.

Spänningsdelare är gjorda av motstånd placerade i serie. Ingångsspänningen är uppdelad i en utgång som beror på värdet på de använda motstånden. De lyder Ohms lag, där spänningen är proportionell mot strömmen med motståndet som proportionalitetskonstanten.

Zener-dioder är dioder som fungerar som likströmskällor när de är förspända eller placeras bakåt i kretsar. De måste användas med ett strömbegränsningsmotstånd för att hålla sig inom tillverkarens kraven.

Spänningsdelare

Bestäm Ohms lag för motstånd i serie. De används som spänningsdelare. Ekvationen för en mycket grundläggande en med två motstånd är Vout = Vin * (R2 /(R1 + R2)), där den önskade utgångsspänningen mäts över R2.

Konstruera en spänningsdelare som ger 4 volt. Fäst den positiva sidan av 12-volts källan till en sida av 660 ohm motståndet, vilket är R1. Anslut den fria änden till ena sidan av 330 ohmsmotståndet, vilket är R2. Wire R2: s återstående terminal till den negativa sidan av strömförsörjningen.

Placera multimetern på en likspänningsinställning. Mät utspänningen på R2. Alternativt mäter utmatningen mellan de två motstånden genom att fästa en tråd och placera en sond på den och den andra på en ledning på marken. Utgången ska vara ungefär 4 volt.

Zener Diodregulator

Granska specifikationerna och motståndet och effektformlerna för 1N4731A-dioden. Den utmatar en stabil 4,3 volt, och har en 1-watt effektbedömning. Den har också en maximal Izm ström på 1 W /4.3 V = 233 mA. Den maximala zenerströmmen som använder 330 ohm motståndet är (Vin-Vout) /R = 12 V - 4,3 V /330 ohm = 23 mA. Detta ligger inom Izm och även inom diodens effektvärde, eftersom P = IV = 23 mA * 4.3 V = 100 mW.

Konstruera en krets med Zener-dioden och 330 ohmmotståndet i serie. Fäst den positiva sidan av 12-volts strömkällan till ena sidan av motståndet. Dra motståndets andra ände mot den motsatta partikeln av Zener-dioden, vilket är den sida som indikeras av ett märke. Anslut den återstående diodkontakten till den negativa sidan av 12-volts källan.

Mät spänningen över dioden genom att placera en multimeterledning på varje terminal. Den borde läsa cirka 4,3 volt.

Tips

Zener-dioden kan vara kopplad till en upp-amp-emitter-följarkrets om högre utgångsström behövs.

Dessa beräkningar inte faktor i Zener-resistansen, vilket är viktigt för precisionsmätningar.

Varning

Zener måste vara motsatt, annars fungerar det som en vanlig silikondiode.

Halvledare är känsliga enheter. Var noga med att inte överskrida den ström, ström och temperatur som anges av tillverkaren.

Var försiktig när du bygger elektriska kretsar för att undvika att bränna dig själv eller skada din utrustning.