Diagram Rangkaian
Tegangan Output (Vout)
5.000 V
Arus
5.000 mA
Hambatan Total
2.000 kΩ
Daya Total
50.000 mW
Apa itu Pembagi Tegangan?
Pembagi tegangan (voltage divider) adalah rangkaian elektronik sederhana namun mendasar yang mengubah tegangan tinggi menjadi lebih rendah. Dengan hanya menggunakan dua resistor yang disusun secara seri, rangkaian ini menghasilkan tegangan output yang merupakan sebagian kecil dari tegangan input. Rangkaian ini adalah komponen utama dalam elektronika untuk membuat tegangan referensi, membaca sensor, dan banyak lagi.
Rumus Utama
Tegangan output (Vout) dari pembagi tegangan tanpa beban ditentukan oleh rumus berikut:
Vout = Vin * ( R2 / (R1 + R2) )Cara Kerja
Prinsipnya didasarkan pada Hukum Ohm. Dua resistor, R1 dan R2, dihubungkan secara seri ke sumber tegangan input (Vin). Karena disusun seri, arus yang mengalir melalui kedua resistor tersebut adalah sama.
- Hambatan total rangkaian adalah
R1 + R2. - Arus (I) yang mengalir:
I = Vin / (R1 + R2). - Penurunan tegangan pada R2 adalah
Vout = I * R2. - Dengan menggabungkan rumus tersebut, kita mendapatkan rumus pembagi tegangan standar.
Efek Pembebanan
Ketika Anda menghubungkan beban (diwakili oleh resistor beban RL) ke output pembagi tegangan, perilaku rangkaian akan berubah. Resistor beban menjadi paralel dengan R2.
Kombinasi ini menciptakan hambatan ekivalen baru untuk bagian bawah pembagi. Rumusnya menjadi:
Vout = Vin * ( R_eq / (R1 + R_eq) )dimana R_eq = (R2 * RL) / (R2 + RL)
Biasanya, Vout akan turun saat diberi beban. Agar pembagi tegangan tetap efektif, hambatan beban (RL) harus jauh lebih besar (minimal 10x lipat) daripada R2.
Aplikasi Umum
- Membaca Sensor: Banyak sensor seperti LDR (sensor cahaya) atau termistor (sensor suhu) adalah resistor variabel. Pembagi tegangan mengubah perubahan hambatan menjadi perubahan tegangan yang dapat dibaca oleh ADC mikrokontroler.
- Level Shifting: Menghubungkan sinyal tegangan tinggi (misal 5V) ke input tegangan rendah (misal 3.3V) secara aman dengan menurunkan skala tegangan.
- Tegangan Referensi: Menghasilkan tegangan yang stabil dan diketahui untuk komponen seperti op-amp atau ADC.
Menghitung pembagi tegangan dengan beban dan toleransi
Jika R1 berada dari masukan ke keluaran dan R2 dari keluaran ke ground, gunakan Vout = Vin × R2/(R1 + R2). Ini hasil DC tanpa beban. Beban terhubung tampak paralel dengan R2, menurunkan resistansi efektif serta tegangan keluaran sehingga rasio nominal saja tidak cukup.
- Petakan resistor: menukar R1 dan R2 mengubah jawaban.
- Masukkan beban: gabungkan paralel dengan R2 sebelum memakai rasio.
- Periksa impedansi sumber: kapasitor sampling ADC mungkin perlu waktu settling.
- Hitung sudut toleransi: gunakan ekstrem berlawanan untuk batas keluaran.
- Verifikasi rating: hitung
I = Vin/(R1+R2), daya, dan stres tegangan.
