Калькулятор делитель напряжения. Делитель напряжения: принцип работы, расчет и применение

Что такое делитель напряжения. Как работает делитель напряжения. Как рассчитать делитель напряжения. Где применяются делители напряжения. Какие бывают виды делителей напряжения.

Содержание

Что такое делитель напряжения и как он работает

Делитель напряжения — это простая электрическая цепь, состоящая из двух или более последовательно соединенных резисторов, которая позволяет получить на выходе напряжение меньше входного. Принцип работы делителя напряжения основан на падении напряжения на резисторах при прохождении через них тока.

Простейший делитель напряжения состоит из двух резисторов R1 и R2, соединенных последовательно. Входное напряжение Vin подается на всю цепочку, а выходное напряжение Vout снимается с резистора R2. Выходное напряжение Vout всегда меньше входного Vin и рассчитывается по формуле:

Vout = Vin * R2 / (R1 + R2)

Таким образом, изменяя соотношение сопротивлений R1 и R2, можно получить на выходе любое напряжение от 0 до Vin.

Расчет делителя напряжения

Для расчета делителя напряжения необходимо знать входное напряжение Vin и требуемое выходное напряжение Vout. Алгоритм расчета следующий:

Выбрать общее сопротивление делителя R = R1 + R2 (обычно от 1 кОм до 100 кОм).
Рассчитать R2 по формуле: R2 = R * Vout / Vin
Рассчитать R1: R1 = R — R2
Выбрать ближайшие стандартные номиналы резисторов

Например, нужно получить Vout = 5В из Vin = 12В. Выбираем R = 10 кОм. Тогда:

R2 = 10000 * 5 / 12 = 4166 Ом

R1 = 10000 — 4166 = 5834 Ом

Выбираем стандартные номиналы: R1 = 5,6 кОм, R2 = 4,3 кОм.

Виды делителей напряжения

Существует несколько основных видов делителей напряжения:

Резистивный делитель — самый простой и распространенный вид, состоящий из резисторов.
Емкостный делитель — использует конденсаторы вместо резисторов. Применяется в высокочастотных схемах.

Индуктивный делитель — состоит из катушек индуктивности. Используется редко.
Потенциометрический делитель — позволяет плавно регулировать выходное напряжение.
Трансформаторный делитель — использует трансформатор для понижения напряжения.

Применение делителей напряжения

Делители напряжения широко применяются в электронике и электротехнике для различных целей:

Снижение напряжения до нужного уровня
Создание опорного напряжения
Измерение напряжения (вольтметры)
Смещение рабочей точки транзисторов
Регулировка громкости в аудиотехнике
Подстройка и калибровка измерительных приборов

Ненагруженный и нагруженный делитель напряжения

Различают два режима работы делителя напряжения:

1. Ненагруженный делитель — к выходу не подключена нагрузка. В этом случае выходное напряжение точно соответствует расчетному.

2. Нагруженный делитель — к выходу подключена нагрузка. При этом выходное напряжение уменьшается из-за протекания тока через нагрузку.

Чтобы минимизировать влияние нагрузки, сопротивление делителя должно быть намного меньше сопротивления нагрузки (в 10-100 раз). Это обеспечивает стабильность выходного напряжения.

Преимущества и недостатки делителей напряжения

Делители напряжения обладают рядом достоинств и недостатков:

Преимущества:

Простота конструкции
Низкая стоимость
Отсутствие активных компонентов
Высокая надежность
Малые габариты

Недостатки:

Зависимость от нагрузки
Рассеивание мощности на резисторах
Отсутствие стабилизации напряжения
Невысокая точность

Особенности расчета высоковольтных делителей напряжения

При проектировании высоковольтных делителей напряжения нужно учитывать ряд особенностей:

Использование специальных высоковольтных резисторов
Учет паразитных емкостей между резисторами
Обеспечение высокой изоляции компонентов
Защита от коронного разряда
Компенсация температурной зависимости

Для повышения точности высоковольтные делители часто делают из большого числа последовательно соединенных резисторов. Это позволяет равномернее распределить напряжение и уменьшить влияние паразитных параметров.

Цифровые потенциометры как программируемые делители напряжения

Современная электроника все чаще использует цифровые потенциометры вместо обычных резистивных делителей. Цифровой потенциометр представляет собой интегральную микросхему, которая эмулирует работу механического потенциометра.

Основные преимущества цифровых потенциометров:

Программируемость через цифровой интерфейс
Высокая точность установки сопротивления
Отсутствие механического износа
Возможность сохранения настроек в энергонезависимой памяти

Малые габариты

Цифровые потенциометры позволяют создавать программно-управляемые делители напряжения, что значительно расширяет возможности применения в современной электронике.

Применение делителей напряжения в измерительной технике

Делители напряжения широко используются в различных измерительных приборах и системах:

Вольтметры — для расширения диапазона измерения
Осциллографы — в делителях входных сигналов
Мультиметры — для переключения пределов измерения
Измерительные трансформаторы напряжения
Калибраторы напряжения

В измерительной технике к делителям напряжения предъявляются повышенные требования по точности, стабильности и линейности характеристик. Для этого используются прецизионные резисторы с малым температурным коэффициентом сопротивления.

Заключение

Делители напряжения являются одним из базовых элементов электроники. Несмотря на простоту, они находят широчайшее применение в самых разных областях — от бытовой техники до сложного измерительного оборудования. Понимание принципов работы и особенностей применения делителей напряжения необходимо каждому инженеру-электронщику.

Регуляторы напряжения

23-08-2022

Типы регуляторов напряжения

Термин регулятор напряжения имеет достаточно широкое трактование.

Свободная энциклопедия «Википедия» определяет регулятор напряжения как электронное устройство дающее возможность менять значение напряжения на выходе.

Более точное определение приводим ниже.

К основным типам регуляторов напряжения относятся:

регулятор напряжения переменного тока;
регулятор напряжения постоянного тока;
делитель напряжения.

Сетевой стабилизатор напряжения, как один из видов регуляторов напряжения

Самым распространенным видом регулятора напряжения является стабилизатор напряжения. Обычно именно сетевой стабилизатор является предметом поискового запроса «регулятор напряжения».

Свободная энциклопедия «Википедия» даёт следующее определение стабилизатора напряжения.

Таким образом стабилизатор напряжения является частным случаем более общего понятия «регулятор напряжения».

Принято различать следующие типы стабилизаторов напряжения:

релейный стабилизатор;
симисторный стабилизатор;
сервоприводный (электромеханический) стабилизатор;
феррорезонансный стабилизатор.

Компания БАСТИОН

является одним из лидеров в производстве стабилизаторов напряжения в России. Компания производит большой ассортимент стабилизаторов напряжения для инженерных систем и бытового использования. Подробнее о стабилизаторах компании БАСТИОН смотрите в разделе Стабилизаторы напряжения.

На следующем видео представлены стабилизаторы напряжения серии TEPLOCOM и SKAT.

ЛАТР — лабораторный регулятор напряжения

ЛАТР — лабораторный автотрансформатор, используется для ручного регулирования напряжения. Автотрансформаторы — это специальные трансформаторы, в которых обмотки катушек подключены напрямую, в этом случае используется эффекты магнитной и электрической индукции. Такие приборы имеют более высокий уровень коэффициента полезного действия.

Кроме использования для лабораторных целей, ранее такие устройства использовались для ручного регулирования значения напряжения в быту. В советское время массово выпускались РНО (регуляторы напряжения однофазные), эти простые и дешёвые устройства позволяли вручную регулировать напряжение для питания телевизора. Такие устройства часто использовались в качестве повышающего «стабилизатора» в домах, где напряжение в сети было пониженным.

Цифровой регулятор напряжения для систем управления

В системах автоматизации на промышленных объектах используется ещё один тип регулятора напряжения. Это цифровой регулятор напряжения для изменения скоростей вращения электромоторов путём регулирования значения подаваемого напряжения. Такое устройство используется, как правило, в сложном инженерном оборудовании. Примером может служить устройство для регулирования скорости вращения вентиляторов системы вентилирования в условиях воздействия внешних факторов. В этом случае на скорость вращения будет влиять несколько факторов, в том числе скорость ветра, перепад давления, температура воздуха в помещении и вне помещения. Задача регулирования скорости потока становится многокомпонентной, здесь и используются цифровые регуляторы напряжения.

Фазовый регулятор напряжения

Фазовые регуляторы напряжения предназначены для регулирования уровня напряжения, подаваемого на электрический прибор с помощью механического или электронного управления. Фазовые регуляторы напряжения достаточно широко используются в быту, примером такого использования могут быть светильники с плавным регулированием яркости свечения лампочек. В основе принципа работы таких устройств лежит принцип задержки запускающего импульса с помощью управляемого ждущего мультивибратора. Применяются и схемы с применением цифровых устройств, которые позволяют выполнять задержку импульсов. Возможно использование инверторных схем, в этом случае входное сетевое напряжение на первом этапе преобразовывается в постоянный ток, а на втором этапе моделируется синусоидальное напряжение нужного значения.

Делитель напряжения

Делитель напряжения — это один из видов регуляторов напряжения, позволяюющий разделить входное напряжение на несколько значений. При этом сумма напряжений на выходе устройства равна значению напряжения на входе прибора. Как правтло делители напряжения используются для подведения к различным элементах электрической схемы необходимого напряжения от одного источника питания. На основе использования регуляторов напряжения производятся такие приборы как: электрические фильтры, усилители входного напряжения и параметрические стабилизаторы напряжения.

Делитель напряжения на два резистора Калькулятор

✖Напряжение источника — это разница электрических потенциалов между двумя точками, которая определяется как работа, необходимая на единицу заряда для перемещения пробного заряда между двумя точками. ⓘ Напряжение источника [V_s]

AbvoltАттовольтсантивольтДецивольтДекавольтEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаФемтовольтГигавольтГектовольткиловольтМегавольтмикровольтмилливольтНановольтпетавольтпиковольтПланка напряженияStatvoltТеравольтвольтВатт / АмперЙоктовольтЦептовольт

+10%

-10%

✖Сопротивление 1 является мерой сопротивления протеканию тока в электрической цепи.ⓘ Сопротивление 1 [R₁]

AbohmEMU сопротивленияESU сопротивленияExaohmГигаомкилооммегаоммикроомМиллиомНаномомПетаомПланка сопротивлениеКвантованная Hall СопротивлениеВзаимный СименсStatohmВольт на АмперYottaohmZettaohm

+10%

-10%

✖Сопротивление 2 является мерой сопротивления протеканию тока в электрической цепи.ⓘ Сопротивление 2 [R₂]

+10%

-10%

✖Напряжение на резисторе 1 определяется как напряжение на резисторе 1 в цепи, состоящей из источника напряжения и двух резисторов 1 и 2, соединенных последовательно. ⓘ Делитель напряжения на два резистора [V_R1]

⎘ копия

👎

Формула

сбросить

👍

Делитель напряжения на два резистора Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Напряжение источника: 120 вольт —> 120 вольт Конверсия не требуется
Сопротивление 1: 12.5 ом —> 12.5 ом Конверсия не требуется
Сопротивление 2: 11.5 ом —> 11.5 ом Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

62.5 вольт —> Конверсия не требуется

< 10+ Цепи постоянного тока Калькуляторы

Делитель напряжения на два резистора формула

Напряжение резистора 1 = Напряжение источника*((Сопротивление 1)/(Сопротивление 1+Сопротивление 2))
V_R1 = V_s*((R₁)/(R₁+R₂))

Copied!

Калькулятор делителя напряжения — Электроника для вас

Используйте этот инструмент для расчета выходного напряжения схемы резисторного делителя для заданного набора номиналов резисторов и напряжения источника.

Предыдущая статьяРеле давления для тяжелых условий эксплуатации для промышленного управления и контроля

Следующая статьяКалькулятор удельного сопротивления

Топ-10 пользователей в таблице лидеров ElectronicsForU

№	Имя	Очки опыта
1	Цифровой мультиметр	141
2	Шарад Бхоумик	109
3	Лиенсире	104
4	Брэддсмит	104
5	кролик	104
6	Кали	94
7	виджайтп_84	94
8	Энтони Электроникс	93
9	сайпранет001	91
10	icaro123	89

Проверить таблицу лидеров

Что нового на Electronicsforu.

com

Самые популярные самодельные изделия

Электронные компоненты

Действительно инновационная технология

01

Пожалуйста, пожертвуйте, чтобы поддерживать этот сайт…

Потенциометр ALPS RK50

Делитель напряжения обычно состоит из двух резисторов, на которых общее напряжение Uges делится на два парциальных напряжения. Базовой формой является ненагруженный делитель напряжения, который соответствует последовательному соединению двух резисторов.

При подключении к потребителю ненагруженного делителя напряжения распределение напряжения в делителе напряжения меняется.

Делитель напряжения с нагрузкой состоит из последовательно соединенных резисторов R ₁ и R ₂ . Кроме того, один из двух резисторов нагружается потребителем, в данном случае резистором R _L (сопротивление нагрузки).
Схема меняется с последовательной на смешанную, состоящую из параллельной цепи (R ₂ || R _L ) и последовательную схему (R ₁ + (R ₂ || R _L )).

Если делитель напряжения нагрузить резистором, в цепи происходят следующие изменения:

Общее сопротивление цепи становится меньше.
Из-за этого увеличивается общий ток I.
Парциальное напряжение U ₁ на резисторе R ₁ увеличивается.
Парциальное напряжение U ₂ на резисторе R ₂ становится меньше.

Насколько большим должно быть сопротивление делителя напряжения?
Не имеет значения, выбраны ли резисторы низкими или высокими.

Потому что, с одной стороны, вы должны быть осторожны, чтобы сопротивление не было слишком маленьким. В противном случае будет протекать слишком большой ток и потребляться слишком много энергии. С другой стороны, сопротивления не должны быть слишком высокими, иначе напряжение слишком зависит от сопротивления нагрузки.

То, насколько большое сопротивление должно быть выбрано, зависит от применения. И для этого есть эмпирические правила. Одно из этих эмпирических правил гласит, что напряжение U ₂ остается более или менее стабильным только в том случае, если ток через делитель напряжения I ₂ примерно в 3–10 раз больше, чем ток IL, протекающий через нагрузочный резистор. Тогда можно пренебречь падением напряжения из-за нагрузки на делитель напряжения. Этого можно добиться только с помощью нагрузочного резистора с большим сопротивлением.

Если вы используете делитель напряжения для управления особенно высокоомным входом, а это должно быть правилом, то делитель напряжения может состоять из резисторов в диапазоне кОм или 100 кОм, может быть, даже в диапазоне МОм.

Что такое делитель напряжения и как он работает

Расчет делителя напряжения

Виды делителей напряжения

Применение делителей напряжения

Ненагруженный и нагруженный делитель напряжения