Схема цепи
Выходное напряжение (Vout)
5.000 V
Ток
5.000 mA
Общее сопротивление
2.000 kΩ
Общая мощность
50.000 mW
Что такое делитель напряжения?
Делитель напряжения — это простая, но фундаментальная электронная схема, которая преобразует высокое напряжение в более низкое. Используя всего два последовательно соединенных резистора, она обеспечивает выходное напряжение, составляющее часть входного. Это один из наиболее распространенных и полезных узлов в электронике для создания опорных напряжений, работы с датчиками и многого другого.
Формула
Выходное напряжение (Vout) делителя без нагрузки определяется по следующей формуле:
Vout = Vin * ( R2 / (R1 + R2) )Принцип работы
Принцип работы основан на законе Ома. Два резистора, R1 и R2, подключены последовательно к источнику входного напряжения (Vin). При последовательном соединении через оба резистора протекает один и тот же ток.
- Общее сопротивление цепи равно
R1 + R2. - Ток (I), протекающий через цепь:
I = Vin / (R1 + R2). - Падение напряжения на R2:
Vout = I * R2. - Подставив выражение для тока, мы получаем основную формулу делителя напряжения.
Эффект нагрузки
Когда вы подключаете нагрузку (представленную резистором нагрузки RL) к выходу делителя, поведение схемы меняется. Резистор нагрузки оказывается включен параллельно резистору R2.
Это сочетание создает новое эквивалентное сопротивление для нижней части делителя. Формула принимает вид:
Vout = Vin * ( R_eq / (R1 + R_eq) )где R_eq = (R2 * RL) / (R2 + RL)
Как правило, Vout под нагрузкой уменьшается. Чтобы делитель оставался эффективным, сопротивление нагрузки (RL) должно быть значительно больше (минимум в 10 раз), чем R2.
Типовое применение
- Чтение показаний датчиков: Многие датчики, такие как фоторезисторы (LDR) или термисторы, являются переменными резисторами. Делитель напряжения преобразует изменение их сопротивления в изменение напряжения, которое легко считывается АЦП микроконтроллера.
- Согласование уровней: Безопасное подключение высоковольтного сигнала (например, 5В) к низковольтному входу (например, 3.3В) путем масштабирования напряжения до допустимого уровня.
- Создание опорного напряжения: Генерация стабильного известного напряжения для таких компонентов, как операционные усилители или АЦП, в качестве эталонной точки.
