वर्तमान डिवाइडर

चित्र 1: वर्तमान विभाजन को दर्शाने वाले विद्युत परिपथ का आरेख। संकेतन आर_T. रोकनेवाला R के दाईं ओर सर्किट के कुल प्रतिरोध को संदर्भित करता है_X.

इलेक्ट्रानिक्स में, करंट डिवाइडर साधारण रैखिक सर्किट होता है जो आउटपुट विद्युत प्रवाह (I) उत्पन्न करता है।_X) जो कि इसके इनपुट करंट का अंश है (I_T). वर्तमान विभाजन विभाजक की शाखाओं के बीच वर्तमान के विभाजन को संदर्भित करता है। इस तरह के सर्किट की विभिन्न शाखाओं में धाराएं हमेशा इस तरह से विभाजित होंगी कि खर्च की गई कुल ऊर्जा को कम किया जा सके।

वर्तमान विभक्त का वर्णन करने वाला सूत्र वोल्टेज विभक्त के समान है। हालांकि, वर्तमान विभाजन का वर्णन करने वाला अनुपात वोल्टेज विभाजन के विपरीत माना जाने वाली शाखाओं के प्रतिबाधा को विभाजक में रखता है, जहां विचारित प्रतिबाधा अंश में होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वर्तमान डिवाइडर में, खर्च की गई कुल ऊर्जा कम से कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप धाराएं कम से कम प्रतिबाधा के पथ से गुजरती हैं, इसलिए प्रतिबाधा के साथ व्युत्क्रम संबंध। तुलनात्मक रूप से, किरचॉफ के सर्किट कानूनों को संतुष्ट करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग किया जाता है। किरचॉफ का वोल्टेज लॉ (केवीएल)। लूप के चारों ओर वोल्टेज का योग शून्य होना चाहिए, इसलिए वोल्टेज की गिरावट को प्रतिबाधा के साथ सीधे संबंध में समान रूप से विभाजित किया जाना चाहिए।

विशिष्ट होने के लिए, यदि दो या दो से अधिक विद्युत प्रतिबाधा समानांतर में हैं, तो संयोजन में प्रवेश करने वाली धारा उनके प्रतिबाधाओं के व्युत्क्रम अनुपात में उनके बीच विभाजित हो जाएगी (ओम के नियम के अनुसार)। इससे यह भी पता चलता है कि यदि प्रतिबाधाओं का मान समान है तो धारा समान रूप से विभाजित हो जाती है।

वर्तमान विभाजक

वर्तमान I के लिए सामान्य सूत्र_Xप्रतिरोधक R में_Xजो कुल प्रतिरोध R के अन्य प्रतिरोधों के संयोजन के समानांतर है_Tहै (चित्र 1 देखें):

$I_{X}={\frac {R_{T}}{R_{X}+R_{T}}}I_{T}\$

जहां मैं_TR के संयुक्त नेटवर्क में प्रवेश करने वाला कुल करंट है_Xआर के साथ समानांतर में_T. गौरतलब है कि जब आर_Tश्रृंखला_और_समानांतर_परिपथों से बना है#प्रतिरोधकों के समानांतर_सर्किट, आर कहते हैं₁, आर₂, ... आदि, तो कुल प्रतिरोध R का व्युत्क्रम ज्ञात करने के लिए प्रत्येक प्रतिरोधक के व्युत्क्रम को जोड़ा जाना चाहिए_T:

${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\ldots +{\frac {1}{R_{n}}}$

सामान्य मामला

हालांकि प्रतिरोधी विभाजक सबसे आम है, वर्तमान विभाजक आवृत्ति निर्भर विद्युत प्रतिबाधाओं से बना हो सकता है। सामान्य मामले में:

${\frac {1}{Z_{T}}}\longleftarrow {Z_{T}}={\frac {1}{Z_{1}}}+{\frac {1}{Z_{2}}}+\ldots +{\frac {1}{Z_{n}}}$

और वर्तमान आई_X द्वारा दिया गया है:

$I_{X}={\frac {Z_{T}}{Z_{X}}}I_{T}\ ,$

जहां जेड_T पूरे सर्किट के समतुल्य प्रतिबाधा को संदर्भित करता है।

प्रवेश का प्रयोग

विद्युत प्रतिबाधाओं का उपयोग करने के बजाय, वर्तमान विभक्त नियम को वोल्टेज विभक्त नियम की तरह ही लागू किया जा सकता है यदि प्रवेश (प्रतिबाधा का व्युत्क्रम) का उपयोग किया जाता है।

$I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}$

ध्यान रहे कि वाई_Total सीधा जोड़ है, उल्टे व्युत्क्रमों का योग नहीं है (जैसा कि आप मानक समानांतर प्रतिरोधक नेटवर्क के लिए करेंगे)। चित्र 1 के लिए, वर्तमान I_X होगा

$I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}={\frac {\frac {1}{R_{X}}}{{\frac {1}{R_{X}}}+{\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}}}I_{T}$

उदाहरण: आरसी संयोजन

चित्र 2: लो पास आरसी करंट डिवाइडर

चित्रा 2 संधारित्र और प्रतिरोधी से बना साधारण वर्तमान विभाजक दिखाता है। नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करते हुए, प्रतिरोधक में धारा निम्न द्वारा दी गई है:

$I_{R}={\frac {\frac {1}{j\omega C}}{R+{\frac {1}{j\omega C}}}}I_{T}$ :::$={\frac {1}{1+j\omega CR}}I_{T}\ ,$

जहां जेड_C = 1/(jωC) संधारित्र का प्रतिबाधा है और j काल्पनिक इकाई है।

गुणनफल τ = CR को परिपथ के समय स्थिरांक के रूप में जाना जाता है, और आवृत्ति जिसके लिए ωCR = 1 को परिपथ की कोना आवृत्ति कहा जाता है। क्योंकि संधारित्र में उच्च आवृत्तियों पर शून्य प्रतिबाधा होती है और कम आवृत्तियों पर अनंत प्रतिबाधा होती है, प्रतिरोधक में धारा अपने DC मान I पर बनी रहती है_Tकोने की आवृत्ति तक आवृत्तियों के लिए, जहां यह उच्च आवृत्तियों के लिए शून्य की ओर गिरता है क्योंकि संधारित्र प्रभावी रूप से प्रतिरोधक को शार्ट सर्किट करता है। दूसरे शब्दों में, करंट डिवाइडर रेसिस्टर में करंट के लिए लो पास फिल्टर है।

लोड हो रहा है प्रभाव

चित्र 3: नॉर्टन स्रोत द्वारा संचालित वर्तमान एम्पलीफायर (ग्रे बॉक्स) (i_S, आर_S) और प्रतिरोधक भार R के साथ_L. इनपुट पर ब्लू बॉक्स में करंट डिवाइडर (R_S,आर_in) वर्तमान लाभ को कम करता है, जैसा कि आउटपुट पर हरे रंग के बॉक्स में वर्तमान डिवाइडर करता है (R_out,आर_L)

एम्पलीफायर का लाभ आम तौर पर इसके स्रोत और लोड समाप्ति पर निर्भर करता है। वर्तमान एम्पलीफायरों और ट्रांसकंडक्शन एम्पलीफायरों को शॉर्ट-सर्किट आउटपुट स्थिति की विशेषता होती है, और वर्तमान एम्पलीफायरों और ट्रांसरेसिस्टेंस एम्पलीफायरों को आदर्श अनंत प्रतिबाधा वर्तमान स्रोतों का उपयोग करके चित्रित किया जाता है। जब एम्पलीफायर परिमित, गैर-शून्य समाप्ति द्वारा समाप्त होता है, और/या गैर-आदर्श स्रोत द्वारा संचालित होता है, तो आउटपुट और/या इनपुट पर लोडिंग प्रभाव के कारण प्रभावी लाभ कम हो जाता है, जिसे शब्दों में समझा जा सकता है। वर्तमान विभाजन का।

चित्रा 3 वर्तमान एम्पलीफायर उदाहरण दिखाता है। एम्पलीफायर (ग्रे बॉक्स) में इनपुट प्रतिरोध 'आर' है_inऔर आउटपुट प्रतिरोध आर_outऔर आदर्श वर्तमान लाभ ए_i. आदर्श वर्तमान चालक (अनंत नॉर्टन प्रतिरोध) के साथ सभी स्रोत वर्तमान i_Sएम्पलीफायर के लिए इनपुट करंट बन जाता है। हालाँकि, नॉर्टन के प्रमेय के लिए इनपुट पर करंट डिवाइडर बनता है जो इनपुट करंट को कम कर देता है

$i_{i}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}}i_{S}\ ,$

जो स्पष्ट रूप से i से कम है_S. इसी तरह, आउटपुट पर शॉर्ट सर्किट के लिए, एम्पलीफायर आउटपुट करंट i देता है_o= ए_i i_iशॉर्ट सर्किट को। हालाँकि, जब लोड गैर-शून्य अवरोधक होता है, तो R_Lलोड करने के लिए दिया गया वर्तमान वर्तमान विभाजन द्वारा मान में घटाया जाता है:

$i_{L}={\frac {R_{out}}{R_{out}+R_{L}}}A_{i}i_{i}\ .$

इन परिणामों का संयोजन, आदर्श वर्तमान लाभ ए_iआदर्श ड्राइवर के साथ महसूस किया गया और शॉर्ट-सर्किट लोड को 'लोडेड गेन' ए में घटा दिया गया_loaded:

$A_{loaded}={\frac {i_{L}}{i_{S}}}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}}$ ${\frac {R_{out}}{R_{out}+R_{L}}}A_{i}\ .$

उपरोक्त अभिव्यक्ति में प्रतिरोधक अनुपात को लोडिंग कारक कहा जाता है। अन्य प्रवर्धक प्रकारों में लोड करने की अधिक चर्चा के लिए, वोल्टेज विभाजन#लोडिंग प्रभाव देखें।

एकतरफा बनाम द्विपक्षीय एम्पलीफायरों

चित्र 4: द्विपक्षीय दो-पोर्ट नेटवर्क के रूप में वर्तमान प्रवर्धक; लाभ के निर्भर वोल्टेज स्रोत के माध्यम से प्रतिक्रिया βV/V

चित्रा 3 और संबंधित चर्चा इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर # एकतरफा या द्विपक्षीय एम्पलीफायर को संदर्भित करती है। अधिक सामान्य मामले में जहां एम्पलीफायर को दो-पोर्ट नेटवर्क द्वारा दर्शाया जाता है, एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिरोध उसके भार पर निर्भर करता है, और आउटपुट प्रतिरोध स्रोत प्रतिबाधा पर निर्भर करता है। इन मामलों में लोडिंग कारकों को इन द्विपक्षीय प्रभावों सहित वास्तविक प्रवर्धक प्रतिबाधाओं को नियोजित करना चाहिए। उदाहरण के लिए, चित्र 3 के एकतरफा वर्तमान प्रवर्धक को लेते हुए, संबंधित द्विपक्षीय दो-पोर्ट नेटवर्क को चित्र 4 में दो-पोर्ट नेटवर्क#हाइब्रिड पैरामीटर (एच-पैरामीटर) के आधार पर दिखाया गया है। एच-पैरामीटर। इस सर्किट के लिए विश्लेषण करते हुए, फीडबैक ए के साथ वर्तमान लाभ_fbहोना पाया जाता है

$A_{fb}={\frac {i_{L}}{i_{S}}}={\frac {A_{loaded}}{1+{\beta }(R_{L}/R_{S})A_{loaded}}}\ .$

यानी आदर्श करंट गेन ए_iन केवल लोडिंग कारकों द्वारा कम किया जाता है, बल्कि अतिरिक्त कारक द्वारा दो-बंदरगाहों की द्विपक्षीय प्रकृति के कारण भी (1 + β (आर_L / आर_S ) ए_loaded ), जो नकारात्मक प्रतिक्रिया एम्पलीफायर सर्किट की खासियत है। कारक β (आर_L / आर_S ) वोल्टेज लाभ β V/V के वोल्टेज फीडबैक स्रोत द्वारा प्रदान की जाने वाली वर्तमान प्रतिक्रिया है। उदाहरण के लिए, आर के साथ आदर्श वर्तमान स्रोत के लिए_S= Ω, वोल्टेज फीडबैक का कोई प्रभाव नहीं है, और आर के लिए_L= 0 Ω, शून्य लोड वोल्टेज है, फिर से प्रतिक्रिया को अक्षम करना।

यह भी देखें

• वोल्टेज विभक्त
• रोकनेवाला
• ओम कानून
• थेवेनिन प्रमेय
• वोल्टेज अधिनियम

बाहरी संबंध

• Divider Circuits and Kirchhoff's Laws chapter from Lessons In Electric Circuits Vol 1 DC free ebook and Lessons In Electric Circuits series.
• University of Texas: Notes on electronic circuit theory