Λύσεις — Άσκηση 12 · Διαιρέτης Τάσης (σελ. 109) – ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Β-Γ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Άσκηση 12 · Διαιρέτης Τάσης (σελ. 109)

Λύσεις για τον διαιρέτη τάσης.

Εργασία 3 — Διαιρέτης τάσης και τύποι διαιρετών

Ερώτηση: Τι είναι ο διαιρέτης τάσης; Ποιοι τύποι διαιρετών υπάρχουν και ποιες είναι οι διαφορές τους;

Απάντηση:

• Διαιρέτης (καταμεριστής) τάσης είναι διάταξη αντιστάσεων συνδεδεμένων σε σειρά, στις οποίες η τάση της πηγής μοιράζεται ανάλογα με την τιμή τους: \( \dfrac{U_1}{U_2} = \dfrac{R_1}{R_2} \). Λόγος καταμερισμού \( K = \dfrac{U}{U_2} = \dfrac{R_1+R_2}{R_2} \).
• Σταθερός διαιρέτης: οι αντιστάσεις έχουν σταθερή τιμή, οπότε και ο λόγος καταμερισμού είναι σταθερός. Στην ίδια κατηγορία ανήκει ο μεταγωγικός διαιρέτης, όπου ένας μεταγωγέας δίνει προεπιλεγμένους λόγους.
• Μεταβλητός διαιρέτης: χρησιμοποιεί ποτενσιόμετρο, οπότε με τη μετακίνηση του δρομέα ο λόγος \( K = U/U_2 = R/R_2 \) ρυθμίζεται κατά βούληση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αντιστάσεις σε σειρά που μοιράζουν την τάση· σταθεροί (και μεταγωγικοί) με προκαθορισμένο K και μεταβλητοί (ποτενσιόμετρο) με ρυθμιζόμενο K.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ορισμός + σταθερός/μεταβλητός διαιρέτης και η διαφορά τους.

Εργασία 2 — Ερωτήσεις της πορείας εργασίας

Ερώτηση: Απαντήστε σε όλες τις ερωτήσεις που έχουν τεθεί κατά τη διεξαγωγή των μετρήσεων και διατυπώστε τα συμπεράσματά σας.

Απάντηση:

• Σύγκριση του K από αντιστάσεις και από τάσεις: οι δύο τιμές είναι ίσες (με μικρές αποκλίσεις από σφάλματα μέτρησης), γιατί \( K = \dfrac{R_1+R_2}{R_2} = \dfrac{U}{U_2} \).
• Μετά τη σύνδεση της RK παράλληλα στην R2: η ισοδύναμη αντίσταση του κλάδου γίνεται \( R_2^* = \dfrac{R_K R_2}{R_K + R_2} < R_2 \), οπότε ο λόγος καταμερισμού αυξάνεται και η U2 μειώνεται· η μεταβολή είναι αμελητέα όταν η RK είναι πολύ μεγαλύτερη από την R2.
• Ποτενσιόμετρο — αλλάζει η συνολική αντίσταση με τη μετακίνηση του δρομέα; Όχι· μεταξύ των σταθερών ακροδεκτών Α, Β η αντίσταση μένει \( R = R_1 + R_2 \).
• Μεταβλητός διαιρέτης: για κάθε θέση του δρομέα οι λόγοι \( R/R_2 \) και \( U/U_2 \) συμπίπτουν, αλλά αλλάζουν από θέση σε θέση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο λόγος K από αντιστάσεις και από τάσεις συμπίπτει· η σύνδεση φορτίου αυξάνει το K· η συνολική αντίσταση του ποτενσιόμετρου μένει σταθερή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: απάντηση σε όλες τις ερωτήσεις της πορείας εργασίας με αιτιολόγηση.

Εργασία 4 — Ποτενσιόμετρο και διαιρέτης

Ερώτηση: Τι είναι το ποτενσιόμετρο και τι κοινό έχει με τον διαιρέτη;

Απάντηση:

• Ποτενσιόμετρο είναι μεταβλητή αντίσταση: μια αντίσταση κατά μήκος της οποίας ολισθαίνει δρομέας, με δύο σταθερούς ακροδέκτες στα άκρα και έναν τρίτο στον δρομέα.
• Ο δρομέας χωρίζει τη συνολική αντίσταση σε δύο μέρη R1 και R2 σε σειρά, με \( R = R_1 + R_2 \).
• Κοινό με τον διαιρέτη: όταν συνδεθούν και οι τρεις ακροδέκτες, λειτουργεί ως μεταβλητός διαιρέτης τάσης, με λόγο καταμερισμού \( K = U/U_2 = R/R_2 \) που ρυθμίζεται με τη μετακίνηση του δρομέα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μεταβλητή αντίσταση με δρομέα και τρεις ακροδέκτες· χωρίζεται σε δύο αντιστάσεις σε σειρά και λειτουργεί ως μεταβλητός διαιρέτης τάσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: περιγραφή (τρεις ακροδέκτες, δρομέας) + σύνδεση με τον διαιρέτη.