| English | 의미 |
|---|---|
| potential divider/pəˈtenʃl dɪˈvaɪdə/ | 전위 분배기 |
| load/ləʊd/ | 하중 |
| thermistor/ˈθɜːmɪstə/ | 서미스터 |
| threshold/ˈθreʃəʊld/ | 임계값 |
| potentiometer/pəˌtentɪˈɒmɪtə/ | 포텐셔미터 |
| null method/nʌl ˈmeθəd/ | 영점법 |
| galvanometer/ˌɡælvəˈnɒmɪtə/ | 검류계 |
| balance length/ˈbæləns leŋθ/ | 평형 길이 |
The volume knob
- A volume or dimmer knob can set the output anywhere from off to full.
- Inside is a potential divider 分压器 — resistors sharing out the voltage.
- It turns a fixed supply into any voltage you want.
Splitting the voltage
- Two resistors in series share the supply in proportion to their resistance.
- Tapped across $R_2$: $V_{\text{out}} = V_{\text{in}}\dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$.
직렬에서의 전압 분배
직렬 루프에서는 모든 지점에서 동일한 전류가 흐르며, 전지의 전압이 회로 요소들에 나뉩니다 — 이 전압의 나뉘는 방식이 바로 전위 분배기의 원리입니다.
$12\ \text{V}$ 전원이 직렬로 연결된 $R_1 = 2.0\ \text{k}\Omega$과 $R_2 = 4.0\ \text{k}\Omega$ 사이에 인가됩니다. $R_2$ 사이의 출력은 얼마입니까?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$V_{\text{out}} = V_{\text{in}}\dfrac{R_2}{R_1+R_2} = 12 \times \dfrac{4.0}{2.0+4.0} = 8.0\ \text{V}$.
전위 분배기에서 각 저항기에 걸리는 전압은 그 저항값에 비례합니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
두 저항기에 동일한 전류가 흐르므로, $V = IR$에 따라 더 큰 저항기가 더 큰 분배율을 가집니다.
Worked example: a divider, then a load
A $12\ \text{V}$ supply is connected across $R_1 = 3.0\ \text{k}\Omega$ and $R_2 = 1.0\ \text{k}\Omega$ in series. Find the output across $R_2$. A $1.0\ \text{k}\Omega$ load 负载 is then connected across the output.
- Unloaded: $V_{\text{out}} = 12 \times \dfrac{1.0}{3.0 + 1.0} = 3.0\ \text{V}$.
- With the load: it sits in parallel with $R_2$, giving $\dfrac{1.0 \times 1.0}{1.0 + 1.0} = 0.50\ \text{k}\Omega$ in that position.
- Loaded output: $V_{\text{out}} = 12 \times \dfrac{0.50}{3.0 + 0.50} = 1.7\ \text{V}$.
- Check: connecting the load lowered the output — the divider only delivers its design voltage to a load whose resistance is much larger than $R_2$.
$9.0\ \text{V}$ 전원 공급 장치가 직렬로 연결된 $R_1 = 6.0\ \text{k}\Omega$과 $R_2 = 3.0\ \text{k}\Omega$ 사이에 연결되어 있으며, 출력은 $R_2$에서取自된다. 출력 단에 부하 $3.0\ \text{k}\Omega$이 연결되었을 때, 현재 출력 전압(V)은 얼마인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$R_2$과 병렬인 부하는 $1.5\ \text{k}\Omega$을 만들어내므로, $V_{\text{out}} = 9.0 \times \dfrac{1.5}{6.0 + 1.5} = 1.8\ \text{V}$ — 무부하 상태의 $3.0\ \text{V}$보다 낮습니다.
Sensor circuits
- Swap a resistor for a thermistor 热敏电阻 → the output changes with temperature.
- Swap it for an LDR → the output changes with light.
A thermistor in a divider turns a temperature change into a changing output voltage
분배기에서 하나의 저항기를 LDR로 교체하면 출력 전압은 다음 중 무엇에 의존하게 됩니까?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
LDR의 저항은 빛에 따라 변하므로, 전압에서 차지하는 비율(출력)은 밝기에 따라 변화합니다.
Which way does the output go?
- The output across a resistor is that resistor's share of the supply, and the share grows when its resistance grows relative to the other.
- Thermistor as $R_1$, output across fixed $R_2$: temperature ↑ → thermistor resistance ↓ → $R_2$'s share ↑ → $V_{\text{out}}$ rises.
- LDR as $R_1$, light decreases: LDR resistance ↑ → $R_2$'s share ↓ → $V_{\text{out}}$ falls. Swap the two components to reverse the behaviour.
각 분배기에서 출력은 고정 저항기에 대해 얻어집니다. 출력의 변화를 매칭시키십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
센서의 저항이 감소하면(더 뜨거운 열저항체, 더 밝은 LDR), 고정 저항기가 전원에서 더 큰 비율을 차지하여 그에 걸리는 출력 전압이 상승합니다.
Switching at a threshold 阈值
- Feed the changing output to a transistor or comparator.
- It can switch a load on or off when the temperature or light passes a set threshold (e.g. a street lamp at dusk).
센서 분배기는 측정량이 설정된 ____를 초과할 때 부하를 켤 수 있습니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
출력을 비교기/트랜지스터에 입력하면, 전압이 임계점을 넘을 때 부하를 전환합니다(예: 해질녘의 램프).
The potentiometer 电位差计 (null method 零点法)
- A uniform wire taps off $V_x = V_{\text{full}}\dfrac{x}{L_0}$ along its length — because for a uniform wire $R \propto L$, and with the same current everywhere $V = IR \propto L$.
- To compare e.m.f.s, slide until the galvanometer 检流计 reads zero — at balance no current flows through the test cell, so its internal resistance does not matter: $\dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} = \dfrac{l_1}{l_2}$.
Slide the contact until the galvanometer reads zero — at balance the tapped length is proportional to the e.m.f.
포텐肖미터의 평형점에서 측정되는 전지를 통과하는 전류는:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
평형 상태에서는 선에 걸리는 전압이 전지의 기전력을 정확히 상쇄하므로, 전류가 흐르지 않습니다(영점/null).
평형 상태에서 측정 전지의 내부 저항은 결과에 영향을 주지 않습니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
전지에 흐르는 전류가 0이므로, $Ir$drops가 없습니다 — 즉 내부 저항의 영향이 없습니다. 이것이 영점 방법(null method)의 장점입니다.
Worked example: a balance length
A driver cell puts $2.0\ \text{V}$ across a uniform wire of length $100\ \text{cm}$. A test cell balances at a balance length 平衡长度 of $64\ \text{cm}$.
- e.m.f. of the test cell: $\varepsilon = 2.0 \times \dfrac{64}{100} = 1.28\ \text{V}$.
- If the test cell has internal resistance: no change — at balance no current flows through it, so there are no lost volts.
- If the driver cell has internal resistance: the p.d. across the wire is less than $2.0\ \text{V}$, so a longer length is needed for the same $1.28\ \text{V}$: the balance point moves further along the wire.
- Check: the balance length can never exceed the wire, so a test cell with an e.m.f. above the p.d. across the wire cannot be balanced at all.
$1.5\ \text{V}$ 전원이 $100\ \text{cm}$ 균일 포텐肖미터 선에 걸려 있습니다. 시험 전지가 $80\ \text{cm}$에서 평형을 이루었습니다. 이 전지의 기전력은 몇 V입니까?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
선에 걸리는 전압은 길이에 비례합니다: $\varepsilon = 1.5 \times \dfrac{80}{100} = 1.2\ \text{V}$.
A divider's output is only $V_{\text{in}}\dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$ with nothing connected — a load in parallel with $R_2$ lowers it. In the potentiometer, "no current at balance" is what makes it a null method: the test cell's internal resistance drops out, but the driver cell's does not. And "the balance length is proportional to the e.m.f." holds only because the wire is uniform.
You've got it
- a divider shares voltage by resistance: $V_{\text{out}} = V_{\text{in}}\dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$; a load across the output lowers it
- a thermistor or LDR makes the output respond to heat or light — the output across the fixed resistor rises when the sensor's resistance falls
- the null method: balance for zero current, so the test cell's internal resistance has no effect; $\dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} = \dfrac{l_1}{l_2}$