使用电阻法构建一个简单的分流器电路

　　在设计电子电路时，有很多情况下电路需要不同的电压和电流源值。例如，在为运算放大器设置预设电压时，通常使用分压电路来获得所需的电压值。但是，如果我们需要特定的电流值怎么办？与分压器类似，还有另一种称为分流器的电路，可用于在闭合电路中将总电流分成几个。因此，在本教程中，我们将学习如何构建一个简单的分流器电路使用电阻法（仅使用电阻器）。请注意，也可以使用电感器制作分流器，并且两个电路的工作方式相同。

　　分流电路的工作

　　电阻器是电子产品中最常用的无源元件，使用电阻器很容易构建分流器。分流器是一种线性电路，它将流入电路的总电流分流并产生一个分流或产生总电流的一小部分。

　　根据分流器规则，流过电路任何并联支路的电流将等于总电流与对侧支路电阻与总电阻之比的乘积。因此，使用分流器规则，如果我们知道其他分支的总电流和电阻值，我们就可以计算流过一个分支的电流。随着我们继续进行，我们将对此有更多了解。

　　使用KCL（基尔霍夫电流定律）和欧姆定律可以轻松构建分流器。让我们看看这种划分是如何发生在并联电阻电路中的。

　　上图中，两个1欧姆的电阻并联，即R1和R2。这两个电阻器共享流过电阻器的总电流。由于这两个电阻两端的电压相同，因此可以使用分流器公式计算流过每个电阻的电流

　　因此，根据基尔霍夫电流定律，总电流为I Total = I R1 + I R2 。

现在要找到每个电阻器的电流，我们在每个电阻器上使用欧姆定律 I = V/R。在这种情况下，

 

I R1 = V / R1 和 I R2 = V / R2

 

因此，如果我们在 I Total = I R1 + I R2中使用这些值，则总电流将为

 

总电流 = V / R1 + V / R2
= V (1 / R1 + 1 / R2)

 

因此，

 

V = I总计(1 / R1 + 1 / R2) -1 
= I总计(R1R2 / R1+R2)

 

所以，如果我们可以计算出总电阻和总电流，那么通过上面的公式，我们可以得到通过电阻的分流。用于计算通过 R1的电流的分流器规则公式可以给出为

 

我R1 = V / R1
= 我总计[(1 / R1) / (1 / R1 + 1 / R2)]
I R1 = I总计(R2 / (R1 + R2))

 

类似地，用于计算通过 R2 的电流的分流器规则公式可以给出为

 

我R2 = V / R2
= 我总计[(1 / R2) / (1 / R1 + 1 / R2)]
I R2 = I总计(R1 / (R1 + R2))

 

因此，如果电阻器多于两个，则需要计算总电阻或等效电阻，以使用公式找出每个电阻器中的分流电流

 

我 = V / R

 

　　在硬件中测试分流器电路

　　让我们看看这个分流器在真实场景中是如何工作的。

　　上述示意图中有三个电阻连接到 1A 的固定或恒流源。所有电阻的额定值为 1 欧姆。因此 R1 = R2 = R3 = 1 欧姆。

　　该电路在面包板上进行测试，方法是在并联配置中一个接一个地连接电阻器，并在电路两端连接一个 1A 恒流源。您还可以查看这个简单的恒流电路，了解电流源的工作原理以及如何自行构建。在下图中，电路上连接了一个电阻。

　　跨接电阻时，万用表中的电流显示为 1A。接下来，添加第二个 1 欧姆电阻。电流下降到一半，每个电阻大约 500mA，如下图所示

　　为什么会这样？让我们找出使用电流分压器计算。当两个1欧姆的电阻并联时，等效电阻为-

 

R等效= (1 / (1 / R1 + 1 / R2))
= (1 / (1 / 1 + 1 / 1)
= 0.5 欧姆

 

因此，当两个 1 欧姆的电阻并联时，等效电阻变为 0.5 欧姆。因此，通过 R1 的电流为

 

I R1 = I总（R当量/ R1）
I R1 = 1A（0.5 欧姆/1 欧姆）
= 0.5 安培

 

相同数量的电流流过另一个电阻器，因为 R2 是相同的 1 欧姆电阻器，并且电流恒定高达 1A。万用表显示流经两个电阻的电流约为 0.5 安培。

现在在电路中连接了一个额外的 1 欧姆电阻。万用表现在显示大约 0.33A 的电流流过每个电阻。

　　因为有三个电阻并联，我们求三个电阻并联的等效电阻

 

R当量= (1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3))
R当量= (1 / (1/1 + 1/1 + 1/1))
R当量= 1 / 3
R当量= 0.33 欧姆

 

现在，通过每个电阻的电流，

 

IR = I总（R当量/R1）
IR = 1 Amp x (0.33 Ohms / 1 Ohms)
IR = 0.33 安培

 

万用表显示大约 0.33 安培在每个电阻器中流动，因为所有电阻器的值均为 1 欧姆，并连接在电流固定为 1A 的电路中。您还可以观看页面末尾的视频以检查电路的工作原理。

　　分流器应用

　　分流器的主要应用是产生电路中可用总电流的一小部分。但是，在某些情况下，用于承载电流的组件对实际流过该组件的电流有限制。过流会导致散热增加，并降低组件的预期寿命。通过使用分流器，可以最小化流过组件的电流，从而可以使用更小的组件尺寸。

　　例如，在需要较大电阻功率的情况下；并联添加多个电阻会减少散热，而较小功率的电阻也可以完成同样的工作。