Расчет делителя напряжения на резисторах онлайн. Расчет делителя напряжения на резисторах: формулы и калькулятор

Как рассчитать делитель напряжения на резисторах. Какие формулы использовать для расчета резисторов делителя напряжения. Как правильно подобрать номиналы резисторов для делителя. Онлайн калькулятор для расчета делителя напряжения.

Что такое делитель напряжения и для чего он нужен

Делитель напряжения — это простая электрическая цепь, позволяющая получить на выходе напряжение меньше входного. Он состоит из двух или более последовательно соединенных резисторов, подключенных к источнику напряжения.

Основные применения делителя напряжения:

• Снижение уровня входного напряжения до нужного значения
• Создание опорного напряжения в электронных схемах
• Преобразование диапазона измеряемого напряжения для АЦП
• Регулировка громкости в аудиотехнике
• Измерение высоких напряжений с помощью вольтметра

Делитель напряжения широко используется в электронике благодаря своей простоте и эффективности. Правильный расчет номиналов резисторов позволяет получить требуемый коэффициент деления напряжения.

Принцип работы резистивного делителя напряжения

Простейший делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов R1 и R2, подключенных к источнику входного напряжения Uвх. Выходное напряжение Uвых снимается с резистора R2.

Принцип работы основан на падении напряжения на каждом из резисторов пропорционально их сопротивлению. Чем больше сопротивление резистора, тем большее падение напряжения на нем будет.

Ток, протекающий через оба резистора, одинаков. Поэтому отношение напряжений на резисторах будет равно отношению их сопротивлений:

U1 / U2 = R1 / R2

Это позволяет рассчитать выходное напряжение делителя при известных входном напряжении и сопротивлениях резисторов.

Формулы для расчета делителя напряжения

Основная формула для расчета выходного напряжения делителя:

Uвых = Uвх * R2 / (R1 + R2)

Где:

• Uвых — выходное напряжение
• Uвх — входное напряжение
• R1 — сопротивление верхнего резистора
• R2 — сопротивление нижнего резистора

Коэффициент деления напряжения:

K = Uвых / Uвх = R2 / (R1 + R2)

Формулы для расчета сопротивлений резисторов при заданных входном и выходном напряжениях:

R1 = R2 * (Uвх / Uвых — 1)

R2 = R1 / (Uвх / Uвых — 1)

Эти формулы позволяют рассчитать параметры делителя напряжения для получения нужного выходного напряжения.

Пример расчета делителя напряжения

Рассмотрим пример расчета делителя для получения напряжения 5 В из входного напряжения 12 В.

Дано:

• Uвх = 12 В
• Uвых = 5 В

1. Рассчитаем коэффициент деления:

K = Uвых / Uвх = 5 / 12 = 0.417

2. Зададим сопротивление R2 = 1 кОм и рассчитаем R1:

R1 = R2 * (Uвх / Uвых — 1) = 1000 * (12 / 5 — 1) = 1400 Ом

3. Проверим расчет по формуле выходного напряжения:

Uвых = 12 * 1000 / (1400 + 1000) = 5 В

Таким образом, для получения напряжения 5 В из 12 В нужно использовать резисторы 1.4 кОм и 1 кОм.

Как правильно подобрать номиналы резисторов для делителя

При выборе резисторов для делителя напряжения следует учитывать несколько факторов:

1. Точность деления. Используйте резисторы с малым допуском (1% или меньше) для более точного деления напряжения.
2. Нагрузка. Сопротивление делителя должно быть значительно меньше сопротивления нагрузки (в 10-100 раз), чтобы минимизировать влияние нагрузки на коэффициент деления.
3. Мощность. Убедитесь, что мощность рассеивания резисторов достаточна для протекающего тока.
4. Ток делителя. Выбирайте сопротивления так, чтобы ток делителя был в диапазоне 0.1-10 мА для оптимального соотношения точности и энергопотребления.
5. Стандартные номиналы. Используйте резисторы из стандартных рядов E12, E24 и т.д. для упрощения подбора.

Правильный выбор резисторов обеспечит точную и стабильную работу делителя напряжения в вашей схеме.

Онлайн калькулятор делителя напряжения

Для быстрого расчета параметров делителя напряжения удобно использовать онлайн калькулятор. Он позволяет:

• Рассчитать выходное напряжение по заданным входному напряжению и сопротивлениям
• Подобрать номиналы резисторов для получения нужного выходного напряжения
• Учесть влияние нагрузки на выходное напряжение
• Рассчитать мощность, рассеиваемую на резисторах
• Выбрать резисторы из стандартных рядов номиналов

Использование калькулятора значительно упрощает и ускоряет процесс расчета делителя напряжения для конкретной задачи.

Ограничения и недостатки резистивных делителей напряжения

Несмотря на простоту и эффективность, резистивные делители напряжения имеют ряд ограничений:

1. Зависимость от нагрузки. При подключении нагрузки выходное напряжение может значительно измениться.
2. Потери мощности. Через резисторы постоянно протекает ток, что приводит к потерям энергии.
3. Нелинейность при больших токах. При сильном нагреве резисторов их сопротивление может меняться.
4. Ограниченный диапазон входных напряжений из-за пробоя резисторов.
5. Чувствительность к помехам, особенно при высокоомных резисторах.

Для преодоления этих недостатков в некоторых случаях используют активные делители напряжения на основе операционных усилителей.

Применение делителей напряжения в электронных схемах

Делители напряжения широко применяются в различных электронных устройствах:

• В блоках питания для формирования опорных напряжений
• В измерительных приборах для расширения диапазона измерений
• В схемах смещения и задания рабочей точки транзисторов
• В аудиотехнике для регулировки громкости и тембра
• В АЦП для согласования уровней входных сигналов
• В схемах защиты от перенапряжений

Понимание принципов работы и расчета делителей напряжения необходимо для разработки большинства электронных устройств.

Калькулятор для расчета делителя напряжения

Делитель напряжения — это простой и удобный способ получить нужное напряжение в определенной точке схемы. Он используется в цепях обратной связи для измерения выходных параметров, когда на выходе десятки вольт, а измерительный вход микросхемы рассчитан на единицы или доли вольт и во множестве других целей. Простейший вариант строится на резисторах их может быть 2 и больше.

Давайте разберемся как рассчитать данный элемент цепи. Можно сделать это вручную или использовать следующий онлайн калькулятор, который выполняет расчет делителя напряжения на резисторах:

Главное, что нельзя забывать, так это то, что ток делителя должен быть на 1 и более порядков выше, чем входной ток нагрузки. Это нужно, чтобы минимизировать просадки напряжения и сохранить стабильность выходных параметров. После этого приступайте к расчетам по току и напряжению.

Если ваш делитель состоит из двух элементов, то ток через него рассчитывают по формуле:

I=Uвх/(R1+R2)=Uвх/Rобщ

Или сопротивление по заданному току:

Rобщ=Uвх/I

Нам известно R общее при заданном I, входное напряжение и сколько нам нужно получить на выходе. Рассчитываем сопротивления:

R2=Uвых*Rобщ/Uвх

Тогда:

R1=Rобщ-R2

Если нужно определить параметры цепочки по известным сопротивлениям и входному напряжению — рассчитывают выходное по формуле:

Uвых=Uвх*R2/R1+R2

Значит, зная напряжение на выходе можно рассчитать его и на входе:

Uвх=(Uвых*R1+R2)/R2

Это основной метод расчета резистивного делителя, бывает еще и емкостной или индуктивный. В этом случае вместо сопротивления активного R в расчетах фигурирует сопротивление реактивное Xc или Xl.

Для регулировки выходного напряжения резисторного делителя вместо нижнего сопротивления устанавливают подстроечный или переменный резистор. Расчеты при этом ничем не отличаются — в них используют максимальное значение на переменном резисторе. Также можно ограничить минимальное выходное напряжение, установив последовательно с переменным постоянное, тогда минимальное рассчитывается без учета переменника. Такую схему удобно использовать, если у вас резисторы с большим допуском, а нужно получить точные выходные параметры.

Вы можете сэкономить время, воспользовавшись онлайн калькулятором, в нем вы можете рассчитать номиналы элементов с учетом нужных выходного и входного напряжения. Использование калькулятора сэкономит ваше время, если нужно посчитать большую схему или вы запутались и не можете разобраться, как посчитать резистивный делитель с нагрузкой.

Учтите, что элементы нужно подбирать не только по номиналу, но и по мощности, потому что при большом токе потребления нагрузки, нужно рассчитывать схему на большие токи. В результатах расчетов онлайн калькулятора будет указано, на сколько ватт нужен резистор.

Опубликовано 15.08.2018 Обновлено 15.08.2018 Пользователем Александр (администратор)

Резистивный делитель онлайн. Делители напряжения и тока

При проектировании электрических цепей возникают случаи, когда необходимо уменьшить величину напряжения (разделить его на несколько частей) и только часть подавать на нагрузку. Для этих целей используют делители напряжения . Они основаны на втором законе Кирхгофа .

Самая простая схема — резистивный делитель напряжения. Последовательно с подключаются два сопротивления R1 и R2.

При последовательном подключении сопротивлений через них протекает одинаковый ток I.

В результате, согласно закону Ома , напряжения на резисторах делится пропорционально их номиналу.

Подключаем нагрузку параллельно к R1 или к R2. В результате на нагрузке будет напряжение равное U R2 .

Примеры применения делителя напряжения

1. Как делитель напряжения. Представьте, что у Вас есть лампочка, которая может работать только от 6 вольт и есть батарейка на 9 вольт. В этом случае при подключении лампочки к батарейке, лампочка сгорит. Для того, чтобы лампочка работала в номинальном режиме, напряжение 9 В необходимо разделить на 6 и 3 вольта. Данную задачу выполняют простейшие делители напряжения на резисторах.
2. Датчик параметр — напряжение. Сопротивление резистивных элементов зависит от многих параметров, например температура. Помещаем одно из сопротивлений в среду с изменяющейся температурой. В результате при изменении температуры будет изменяться сопротивление одного из делителей напряжения. Изменяется ток через делитель. Согласно закону Ома входное напряжение перераспределяется между двумя сопротивлениями.
3. Усилитель напряжения. Делитель напряжения может использоваться для усиления входного напряжения. Это возможно, если динамическое сопротивление одного из элементов делителя отрицательное, например на участке вольт-амперной характеристики туннельного диода.

Ограничения при использовании резистивных делителей напряжения

• Номинал сопротивлений делителя напряжения на резисторах должен быть в 100 — 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки, подключаемой к делителю. В противном случае сопротивление нагрузки уменьшит величину разделенного делителем напряжения.
• Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к большим потерям активной мощности . Через делитель протекают большие токи. Необходимо подбирать сопротивления, чтобы они не перегорали и могли рассеять такую величину отдаваемой энергии в окружающую среду.
• Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины , нагревательные элементы, индукционные печи.
• Снижение КПД схемы за счет потерь на активных элементах делителя напряжения.
• Для получения точных результатов в делителе напряжения необходимо использовать прецизионные (высокоточные) сопротивления.

Делители напряжения получили широкое распространение в электронике, потому что именно они позволяют оптимальным образом решать задачи регулировки напряжения. Существуют различные схематичные решения: от простейших, например, в некоторых настенных светильниках, до достаточно сложных, как в платах управления переключением обмоток нормализаторов сетевого напряжения.

Что такое делитель напряжения? Формулировка проста — это устройство, которое в зависимости от коэффициента передачи (настраивается отдельно) регулирует значение выходного напряжения относительно входного.

Раньше на прилавках магазинов часто можно было встретить светильник-бра, рассчитанный на две лампы. Его особенностью являлось то, что сами лампы были рассчитаны на работу с напряжением 127 Вольт. При этом вся система подключалась к бытовой электросети с 220 В и вполне успешно работала. Никаких чудес! Все дело в том, что способ соединения проводников формировал не что иное, как делитель напряжения. Вспомним основы электротехники, а именно потребителей. Как известно, при последовательном способе включения равна, а напряжение изменяется (вспоминаем закон Ома). Поэтому в примере со светильником однотипные лампы включены последовательно, что дает уменьшение питающего их напряжения в два раза (110 В). Также делитель напряжения можно встретить в устройстве, распределяющем сигнал с одной антенны на несколько телевизоров. На самом деле примеров много.

Давайте рассмотрим простейший делитель напряжения на основе двух резисторов R1 и R2. Сопротивления включены последовательно, на свободные выводы подается входное напряжение U. Из средней точки проводника, соединяющего резисторы, есть дополнительный вывод. То есть получается три конца: два — это внешние выводы (между ними полное значение напряжения U), а также средний, формирующий U1 и U2.

Выполним расчет делителя напряжения, воспользовавшись законом Ома. Так как I = U / R, то U является произведением тока на сопротивление. Соответственно, на участке с R1 напряжение составит U1, а для R2 составит U2. Ток при этом равен Учитывая закон для полной цепи, получаем, что питающее U является суммой U1+U2.

Чему же равен ток при данных условиях? Обобщая уравнения, получаем:

I = U / (R1+R2).

Отсюда можно определить значение напряжения (U exit) на выходе делителя (это может быть как U1, так и U2):

U exit = U * R2 / (R1+R2).

Для делителей на регулируемых сопротивлениях существует ряд важных особенностей, которые необходимо учитывать как на этапе расчетов, так и при эксплуатации.

Прежде всего, такие решения нельзя использовать для регулировки напряжения мощных потребителей. Например, таким способом невозможно запитать электродвигатель. Одна из причин — это номиналы самих резисторов. Сопротивления на киловатты если и существуют, то представляют собой массивные устройства, рассеивающие внушительную часть энергии в виде тепла.

Значение сопротивления подключенной нагрузки не должно быть меньше, чем схемы самого делителя, в противном случае всю систему потребуется пересчитывать. В идеальном варианте различие R делителя и R нагрузки должно быть максимально большим. Важно точно подобрать значения R1 и R2, так как завышенные номиналы повлекут за собой излишнее а заниженные будут перегреваться, затрачивая энергию на нагрев.

Рассчитывая делитель, обычно подбирают значение его тока в несколько раз (например, в 10) больше, чем ампераж подключаемой нагрузки. Далее, зная ток и напряжение, вычисляют суммарное сопротивление (R1+R2). Далее по таблицам подбирают ближайшие стандартные значения R1 и R2 (учитывая их допустимую мощность, чтобы избежать чрезмерного нагрева).

). Можно представить как два участка цепи, называемые плечами , сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Плечо между нулевым потенциалом и средней точкой называют нижним , а другое — верхним . Различают линейные и нелинейные делители напряжения. В линейных выходное напряжение изменяется по линейному закону в зависимости от входного. Такие делители используются для задания потенциалов и рабочих напряжений в различных точках электронных схем. В нелинейных делителях выходное напряжение зависит от коэффициента нелинейно. Нелинейные делители напряжения применяются в функциональных потенциометрах . Сопротивление может быть как активным , так и реактивным .

Резистивный делитель напряжения

Простейший резистивный делитель напряжения представляет собой два последовательно включённых резистора и , подключённых к источнику напряжения . Поскольку резисторы соединены последовательно, то ток через них будет одинаков в соответствии с Первым правилом Кирхгофа . Падение напряжения на каждом резисторе согласно закону Ома будет пропорционально сопротивлению (ток, как было установлено ранее, одинаков):

Для каждого резистора:

Разделив выражение для на выражение для в итоге получаем:
Таким образом, отношение напряжений и в точности равно отношению сопротивлений и .
Используя равенство
, в котором , а
И, выражая из него соотношение для тока:

Получим формулу, связывающую выходное () и входное () напряжение делителя:

Следует обратить внимание, что сопротивление нагрузки делителя напряжения должно быть много больше собственного сопротивления делителя, так, чтобы в расчетах этим сопротивлением, включенным параллельно можно было бы пренебречь. Для выбора конкретных значений сопротивлений на практике, как правило, достаточно следовать следующему алгоритму . Сначала необходимо определить величину тока делителя, работающего при отключенной нагрузке. Этот ток должен быть значительно больше тока (обычно принимают превышение от 10 раз по величине), потребляемого нагрузкой, но, однако, при этом указанный ток не должен создавать излишнюю нагрузку на источник напряжения . Исходя из величины тока, по закону Ома определяют значение суммарного сопротивления . Остается только взять конкретные значения сопротивлений из стандартного ряда , отношение величин которых близко́ требуемому отношению напряжений, а сумма величин близка расчетной. При расчете реального делителя необходимо учитывать температурный коэффициент сопротивления , допуски на номинальные значения сопротивлений, диапазон изменения входного напряжения и возможные изменения свойств нагрузки делителя, а также максимальную рассеиваемую мощность резисторов — она должна превышать выделяемую на них мощность , где — ток источника при отключенной нагрузке (в этом случае через резисторы течет максимально возможный ток) .

Применение

Делитель напряжения имеет важное значение в схемотехнике. В качестве реактивного делителя напряжения как пример можно привести простейший электрический фильтр , а в качестве нелинейного — параметрический стабилизатор напряжения .

Делители напряжения использовались как электромеханическое запоминающее устройство в АВМ . В таких устройствах запоминаемым величинам соответствуют углы поворота реостатов. Подобные устройства могут неограниченное время хранить информацию.

Усилитель напряжения

Делитель напряжения может использоваться для усиления входного напряжения — это возможно, если , а — отрицательно, например как на участке вольт-амперной характеристики туннельного диода

Ограничения в применении резистивных делителей напряжения

• Номинал сопротивлений делителя должен быть в 100 — 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки.

• Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к возникновению больших токов в делителе. Снижается КПД схемы из-за нагрева сопротивлений.

• Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины, нагревательные элементы.

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 11282-93 (МЭК 524-75) — Резистивные делители напряжения постоянного тока

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Делитель напряжения» в других словарях:

делитель напряжения — делитель напряжения Преобразующее устройство, состоящее из плеч высокого и низкого напряжения, таких, что напряжение входа прикладывается ко всему устройству, а напряжение выхода снимается с плеча низкого напряжения. [МЭС… … Справочник технического переводчика

Большой Энциклопедический словарь

Устройство, позволяющее снимать (использовать) только часть имеющегося постоянного или переменного напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Используется в радио и… … Энциклопедический словарь

делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель напряжения, m pranc. diviseur de tension, m … Automatikos terminų žodynas

делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель… …

делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, sudarytas iš rezistorių, induktyvumo ričių, kondensatorių, transformatorių arba iš šių elementų derinio taip, kad tarp dviejų šio įtaiso taškų susidarytų… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis chemija apibrėžtis Įtaisas nuolatinei ar kintamajai įtampai dalyti į dvi ar daugiau dalių. atitikmenys: angl. potential divider; voltage divider rus. делитель напряжения … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

делитель напряжения — įtampos dalytuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. voltage divider vok. Spannungsteiler, m rus. делитель напряжения, m pranc. diviseur de tension, m … Fizikos terminų žodynas

Электротехническое устройство для деления напряжения постоянного или переменное тока на части. Любой Д. н. состоит из активных или реактивных электрических сопротивлений. Обычно Д. н. применяют для измерения напряжения. При низких… … Большая советская энциклопедия

Электротехническое устройство, позволяющее снимать (использовать) только часть имеющегося постоянного или переменного напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. При… … Энциклопедия техники

В составе делителя напряжения для получения фиксированного значения напряжения используют резисторы. В этом случае выходное напряжение U вых связано с входным U вх (без учета возможного сопротивления нагрузки) следующим соотношением:

U вых = U вх х (R2 / R1 + R2)

Рис. 1. Делитель напряжения

Пример. С помощью резисторного делителя нужно получить на нагрузке сопротивлением 100 кОм напряжение 1 В от источника постоянного напряжения 5 В. Требуемый коэффициент деления напряжения 1/5 = 0,2. Используем делитель, схема которого приведена на рис. 1.

Сопротивление резисторов R1 и R2 должно быть значительно меньше 100 кОм. В этом случае при расчете делителя сопротивление нагрузки можно не учитывать.

Следовательно, R2 / (R1 +R2) R2 = 0,2

R2 = 0 ,2R1 + 0,2R2 .

R1 = 4R2

Поэтому можно выбрать R2 = 1 кОм, R1 — 4 кОм. Сопротивление R1 получим путем последовательного соединения стандартных резисторов 1,8 и 2,2 кОм, выполненных на основе металлической пленки с точностью ±1% (мощностью 0,25 Вт).

Следует помнить, что сам делитель потребляет ток от первичного источника (в данном случае 1 мА) и этот ток будет возрастать с уменьшением сопротивлений резисторов делителя.

Для получения заданного значения напряжения следует применять высокоточные резисторы.

Недостатком простого резисторного делителя напряжения является то, что с изменением сопротивления нагрузки выходное напряжение (U вых) делителя изменяется. Ддя уменьшения влияния нагрузки на U выхнеобходимо выбирать соротивление R2 по крайней мере в 10 раз меньше минимального сопротивления нагрузки.

Важно помнить о том, что с уменьшением сопротивлений резисторов R1 и R2 растет ток, потребляемый от источника входного напряжения. Обычно этот ток не должен превышать 1-10 мА.

Резисторы используются также для того, чтобы заданную долю общего тока направить в соответствующее плечо делителя. Например, в схеме на рис. 2 ток I составляет часть общего тока I вх, определяемую сопротивлениями резисторов Rl и R2, т.е. можно записать, что I вых = I вх х (R1 / R2 + R1)

Пример. Стрелка измерительного прибора отклоняется на всю шкалу в том случае, если постоянный ток в подвижной катушке равен 1 мА. Активное сопротивление обмотки катушки составляет 100 Ом. Рассчитайте сопротивление так, чтобы стрелка прибора максимально отклонялась при входном токе 10 мА (см. рис. 3) .

Рис. 2 Делитель тока

Рис. 3.

Коэффициент деления тока определяется соотношением:

I вых / I вх = 1/10 = 0,1 = R1 / R2 + R1 , R2 = 100 Ом.

Отсюда,

0,1R1 + 0,1R2 = R1

0,1R1 + 10 = R1

R1 = 10/0 ,9 = 11,1 Ом

Требуемое сопротивление резистора R1 можно получить путем последовательного соединения двух стандартных резисторов сопротивлением 9,1 и 2 Ом, выполненных на основе толстопленочной технологии с точностью ±2% (0,25 Вт). Заметим еще раз, что на рис. 3 сопротивление R2 — это .

Для обеспечения хорошей точности деления токов следует использовать высокоточные (± 1 %) резисторы.

Устройство, в котором входное и выходное напряжение связаны коэффициентом передачи. Делитель можно представить, как два участка цепи, называемые плечами, сумма напряжений на которых равна входному напряжению. Чаще всего делитель напряжения строится из двух резисторов. Такой делитель называют резисторным. Каждый резистор в таком делителе называют плечом. Плечо соединённое с землёй называют нижним, то что соединено с плюсом — верхним. Точка соединения двух резисторов называется средним плечом или средней точкой. Если говорить совсем упрощённо, то можно представить среднее плечо, как бассейн. Делитель напряжения позволяет нам управлять двумя «шлюзами», «сливая» напряжение в землю (уменьшая сопротивление нижнего плеча) или «подливая» напряжения в бассейн (уменьшая сопротивление верхнего плеча). Таким образом, делитель может использоваться для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть.

Принципиальная схема делителя напряжения

В рассматриваемом примере на вход (Uвх) подаётся напряжение 9В. Предположим, нам нужно получить на выходе (Uвых) 5В. Каким образом расчитать резисторы для делителя напряжения?

Расчёт делителя напряжения

Многие сталкиваются с тем, что не существует формул для расчёта сопротивлений в делителе. На самом деле, такие формулы легко вывести. Но обо всё по порядку. Для наглядности, начнём расчёт с конца, т.е. расчитаем напряжение на выходе, зная номиналы резисторов.

Ток, протекающий через R1 и R2 одинаков, пока к среднему плечу (Uвых) ничего не подключено. Общее сопротивление резисторов при последовательном соединении равняется сумме их сопротивлений:

Rобщ = R1 + R2 = 400 + 500 = 900 Ом

По закону Ома находим силу тока, протекающего через резисторы:

I = Uвх / Rобщ = 9В / 900 Ом = 0.01 А = 10 мА

Теперь, когда нам известен ток в нижнем плече (ток, проходящий через R2), раcчитаем напряжение в нижнем плече (Опять закон Ома):

Uвых = I * R2 = 0. 01А * 500 Ом = 5В

Или упрощая цепочку вычислений:

Uвых = Uвх * (R2 / (R1+R2))

Применив немного математики и прочих знаний, сдобрив всё законом Ома, можно получить следующие формулы:

R1 = (Uвх-Uвых)/Iд+Iн

R2 = Uвых / Iд

Здесь Iд и Iн — ток делителя и ток нагрузки соответственно. В общем случае, не нужно даже знать, что это за токи такие. Можно просто принять их равными Iд = 0.01 А (10 мА), а Iн = 0. То есть рассматривать делитель без нагрузки. Это приемлемо до тех пор, пока мы используем делитель только для измерений напряжения (а во всех примерах в нашей базе знаний он именно так и используется). Тогда формулы упростятся:

R1 = (Uвх-Uвых) * 100

R2 = Uвых * 100

P.S. Это совсем не важно, но обратите внимание: 100 — это не физическая величина. После принятия условия, что Iд у нас всегда равен 0.01 А, это просто коэффициент, получившийся при переносе 0.01 в числитель.

Проверяем:

Входящее напряжение у нас 9 вольт, хотим получить 5 вольт на выходе. Подставляем значения в формулу, получаем:

R1 = (9-5) * 100 = 400 Ом

R2 = 5 * 100 = 500 Ом

Всё сходится!

Применение делителя напряжений

В основном делитель напряжения используется там, где нужно измерить изменяющееся сопротивление. На этом принципе основано считывание значений с фоторезистора: фоторезистор включается в делитель в качестве одного плеча. Второе плечо представляет собой постоянный резистор. Аналогичным образом можно считывать показания терморезистора.

Калькулятор делителя напряжения для реальных резисторов серии Е 011

Полная галерея

Поиск

Новинки

Хаки

• ПН-11
• BibbleDBDiag
• Карты на вашей камере
• NC-300
• Сколы объектива

Машинное зрение

9 0010 IEEE1394 Список камер
• Libdc1394
  • Часто задаваемые вопросы
  • API
  • Спецификации IIDC
  • Спонсоры
• Coriander
  • Скриншот s
  • Руководство
  • Архивы
  • Спонсоры
• Libvisca

Электроника

• рН-метр
• Параметрический эквалайзер
• Система викторины
• Интерфейсы Aladin
• Калькулятор R-делителя
• Оборудование

Архив

• Список IMU
• Список цветных лазеров
• HP-48

Персональный

• Резюме
• Публикации

Контакты

Случайное фото

Прямой доступ

Найти оптимальные номинальные значения резисторов серии Е резистивного делителя напряжения, соответствующие заданному коэффициенту Одна из проблем с резистивными делителями состоит в том, чтобы найти пару резисторов, которые дадут требуемый коэффициент деления потенциала. Эта проблема возникает из-за того, что резисторы существуют только в дискретных наборах стандартных значений в зависимости от их допуска. Эти наборы называются «серией E» и обозначаются буквой E, за которой следует количество резисторов в одной декаде. Что ж, вы, вероятно, уже знаете все это, если вы зашли на эту страницу … В любом случае, имея только доступные дискретные значения, не так просто найти пары резисторов, которые дают соотношение, близкое к тому, которое вы хотите. Отсюда и этот отличный инструмент 🙂 Использование довольно простое: просто введите напряжения ввода/вывода или требуемый коэффициент деления, выберите серию E, с которой вы работаете, и вы получите список из 12 лучших совпадений. Также рассчитывается допуск делителя напряжения 1 , что является уникальной особенностью этого инструмента. Предусмотрено несколько вариантов. Вы также можете установить минимальные/максимальные значения для R до , что позволит настроить пары резисторов на правильный диапазон/декаду. Если вы ввели входное или выходное напряжение, то будут показаны ток, протекающий через делитель, и результирующая рассеиваемая мощность, а также можно установить их границы. Наконец, можно указать нагрузку цепи, которая может оказать большое влияние на выбор оптимальной пары резисторов. Обратите внимание, что можно использовать экспоненциальное представление (например, 123.45e-6), но везде принимаются только значения в пределах [1e-15, 1e+15] (в частности, без отрицательного значения или нуля). Наименьшее значение, которое можно ввести, составляет 1e-15. Существует (примитивная) проверка ввода, чтобы помочь вам в этом. Пожалуйста, расскажите об этом, разместив ссылку или поделившись этой страницей, и свяжитесь с нами, если вы обнаружили ошибку или у вас есть предложение. 🙂 Последнее обновление: 12 мая 2023 г. 900 06 9000 8 Ом В в : В — Оставьте хотя бы одно значение напряжения пустым, если вы хотите ввести отношение сразу после — Введите хотя бы одно напряжение чтобы получить текущую оценку 5 — V в /V вых будут автоматически заменены местами, если V вых > V в . В из : В ИЛИ Коэффициент: — Неотрицательные значения больше 1 автоматически инвертируются 2 Серия: Только пользовательские значенияE6: допуск 20 %E12: допуск 10 %E24: 5 % допуска E48 : 2 % допуска E96 : 1 % допуска E192 : 0,5 % допуска E192 : 0,2 % допуска E192 : 0,1 % допуска E192 : 0,05 % допуска Включить отсутствующие значения E24 3 Список целых чисел E, разделенных запятыми, в пределах [100, 1000[ 4 Нагрузка: Ом 9 0125 — дополнительная нагрузка, расположенная на V из . — Если поставляется, все столбцы в таблице ниже , кроме R H и R L , относятся к нагруженной цепи. — Нагрузка представляет собой идеальный резистор, который не влияет на допуск делителя. Минимум Максимум Ч до : Ом — Дополнительные границы для полного сопротивления R tot = R L + R H , ток и рассеиваемая мощность — Все значения должны быть строго положительными (ненулевыми). Оставьте ввод пустым для границ, которые вам не нужны. — Границы тока и мощности требуют V на или V на выходе установить. — Если указано сочетание R и , границы тока и мощности, то будут использоваться самые ограничительные границы, и поля ввода обновятся соответствующим образом — Если здесь ничего не указано, то шкала результатов будет такой, что мин. (R L , R H ) ∈ [100, 1000[ Ток: А А Мощность: Вт Вт Примечания: Допуск коэффициента деления, который равен , а не идентичен одному из резисторов, показан в столбце «Допуск». Использование резистивных делителей с малыми коэффициентами (например, 0,01) приведет к неопределенности отношения, превышающей допуски отдельных резисторов. Возможно, вы захотите переосмыслить свой дизайн или добавить триммер для калибровки делителя, если вам действительно нужно очень маленькое соотношение (также следите за тепловыми эффектами и другими способами, которыми могут ускользнуть ppm!). Другим решением является использование более жесткого допуска для меньшего резистора. Например, попытка получить отношение 0,012 с резисторами 5 % (E24) приведет к неопределенности результирующего отношения около 7 %. С другой стороны, коэффициенты, близкие к 1,0, приведут к гораздо меньшему допуску. Например, отношение 0,98 имеет низкий допуск 0,14% при использовании резисторов 5%. Другими словами: маленькие отношения плохо влияют на толерантность, большие — хорошо. Переломный момент составляет около 1-sqrt (0,5) = 0,293, когда резисторы и допуски отношения равны. Запрашиваемый коэффициент, очевидно, должен быть между нулем и единицей. Не ставьте что-либо ниже 0. Могут произойти странные вещи. Как разрушение вселенной. Или хуже. Математика мощная, будьте осторожны. Значения больше 1 считаются «коэффициентами деления» и автоматически инвертируются. Ввод отношения игнорируется и пересчитывается из V на и V на , если предусмотрены последние два входа. Значения E24 можно найти с большей точностью, чем всего 5%. Если выбрана эта опция, то значения E24, отсутствующие в выбранной серии, также будут использоваться. Очевидно, что это справедливо только для серии E > 24. Например: 270 Ом является частью E24, но не E96; установка этой опции для серии E96 добавит 270 Ом (среди прочего) к списку возможных номиналов резисторов E96. Допуски отношения не рассчитываются, если используются только пользовательские значения. В сочетании с серией E пользовательские значения должны иметь тот же допуск, что и серия E. Пользовательские значения, которые являются частью выбранной серии E, по-прежнему будут выделены (голубым цветом), как и другие пользовательские значения. Это можно использовать для выделения определенных/предпочтительных значений без фактического добавления новых пользовательских значений. При использовании пользовательских значений также будут показаны 5 лучших пар резисторов, не входящих в число 12 лучших и включающих хотя бы одно из ваших пользовательских значений. Это может помочь оценить, насколько хорошие пары резисторов, использующие ваши пользовательские значения, сравниваются с лучшими парами в целом. Вы можете получить текущую оценку, если вы подаете (а) оба напряжения и, следовательно, без коэффициента или (б) коэффициент деления и один из В в или В из . Если вы подаете оба напряжения и , то коэффициент деления игнорируется, и расчет возвращается к случаю (а). В некоторых схемах V out является фиксированным, например, когда делитель напряжения используется в контуре обратной связи преобразователя постоянного тока. В таком случае микросхема управления DC/DC установит свой выход (верхняя часть делителя) на то значение, которое необходимо для поддержания V из (середина делителя, подключенная к входу обратной связи ИС) равно фиксированному внутреннему опорному сигналу, обычно около 1,2 В. Столбец V в показывает, каким будет вход делителя, когда такая внешняя схема «зафиксирует» V на выходе до точного значения, которое вы ввели. Это просто обратный расчет: V в = V из / отношение = V из (R H + R L )/R L . Обратите внимание, что лучшая пара резисторов и, следовательно, порядок в таблице остаются неизменными независимо от того, смотрите ли вы на V 9.0141 вместо или V в столбце . Случайные мысли: В школе школьников обычно спрашивают: «Рассчитайте напряжение на выходе этой цепи, если R L = 100 кОм и R H = 150 кОм», но в реальной жизни перед проектировщиком стоит обратная задача: Учитывая это соотношение, которое я хочу, какие резисторы я выберу?». Это делает эту задачу — и, следовательно, этот инструмент — особенно интересными, потому что он решает реальный эквивалент тривиального вопроса, на который каждый должен был ответить в школе. А в реальной жизни проблема немного сложнее 🙂 Говоря о новичках: значения для R L и R H , возвращаемые этим инструментом, конечно, могут быть умножены на константу, и отношение делителя не изменится. Это масштабирование позволит вам изменить импеданс делителя, например, в соответствии с вашими текущими потребностями. Эту небольшую программу я сделал для решения проблемы с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Это был 10-битный АЦП, питаемый от выхода резистивного делителя (коэффициент 1/10). Максимальный вход для АЦП был 10В. 10 бит означают 1023 шага, поэтому LSB результатов был близок (но не равен!) 10 мВ (10 В/1023 ~ 10 мВ). Чтобы оно было равно 10 мВ, я хотел добавить коэффициент 1000/1023 в передний делитель. Итак, вместо делителя 1/10 я теперь искал 1/10,23 = 0,09.7752. Который, как оказывается, почти точно можно получить, используя два простых резистора 3К9 и 36К. Числовое время: вы можете достичь соотношения пи/10 с точностью до 6 знаков после запятой, используя резисторы на 284 и 620 Ом (E192 с дополнительными значениями E24). Точно так же 1/pi можно оценить с помощью 4 значащих цифр, используя резисторы 390 и 835 Ом. Следует отметить, что эти, казалось бы, очень точные результаты не будут видны в реальной жизни из-за допусков резисторов, что приводит к допуску ~0,7% в отношении делителя (E192, 0,5%). См. примечание 1 выше. Тем не менее, это может быть способом получить значение числа пи в аналоговом компьютере. Или произвести впечатление на своих друзей в видео на YouTube. Список дел: Используйте допуск, чтобы сохранить только значащие десятичные дроби таких значений, как соотношение, V out , ток и мощность Конденсаторный делитель кто-нибудь? Или обобщить на любой импеданс? Особая благодарность: Uwe Schueler за то, что он заметил, что диапазон предлагаемых значений был неправильно ограничен. Michael Bendzick за выявление нескольких ошибок и множество интересных предложений. Synco Reynders за обнаружение ошибки в расчете допуска. Главный совет: пакет python «неопределенности» — отличный инструмент для тех, кто хочет поиграть с допусками. Alex Whittermore за предложение R to и текущих колонок. Marc André Duverney за предложение входов от R до min/max. Piotr Wyderski за предложение ввода текущих границ. Джеффу Гофу за обнаружение неприятной ошибки форматирования значений (еще одну!) и предложение V вместо и V в столбцах .

Онлайн-калькулятор делителя напряжения со схемами — Texas Digikey

Конвертеры и инструменты

Это онлайн-калькулятор делителя напряжения, доступный для 2 резисторов и 3 резисторов, который может значительно упростить задачу вычислений. В этой статье мы обсудим калькуляторы делителей напряжения и способы их использования.

Цепи делителя напряжения являются фундаментальной частью электроники и электротехники. Он используется для разделения данного входного сигнала напряжения на требуемый уровень напряжения, что означает, что он подходит для различных применений в схеме. Схема делителя напряжения состоит из двух или более резисторов, соединенных последовательно, с заданным входным напряжением, подаваемым на эти последовательные резисторные сети. А выходное напряжение снимается на одном из резисторов. Выходное напряжение пропорционально номиналу резистора, на котором оно измеряется.

Калькулятор делителя напряжения

Выбор количества резисторов: 23

Источник Вольт (Вс): VmVμV

Резистор (R1): ОмкОмМОм

Резистор (R2): ОмкОмМОм

Выходное напряжение (Vo):

Пояснение:
Делитель напряжения представляет собой простую схему, которая используется в различных приложениях. Он обычно используется для создания опорных напряжений или для снижения напряжения источника питания до уровня, подходящего для электронной схемы. Напряжение на резисторе R2 можно рассчитать по следующей формуле:

Vout = Vs x (R2 / (R1 + R2))

где,

• Vs = Vin = приложенное напряжение источника или входное напряжение, единицей СИ являются вольты (В)
• R1 = сопротивление 1-го сопротивления, единица СИ (Ом)
• R2 = сопротивление 2-го сопротивления, единица СИ (Ом)
• Vout = выходное напряжение или напряжение на резисторе R2, единица СИ — вольты (В)

Цепь состоит из двух резисторов, R1 и R2, соединенных последовательно через источник напряжения или, скажем, входное напряжение, Vs = Vin. Выходное напряжение снимается с резистора R2. Эта формула известна как формула делителя напряжения. Он показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально R2 и обратно пропорционально сумме R1 и R2.

Проверить Как рассчитать падение напряжения на резисторе , также проверить вывод правила делителя напряжения и формулы формула:

Vout = Vs x (R3 / (R1 + R2 + R3))

где,

• Vs = Vin = приложенное напряжение источника или входное напряжение, единицей измерения СИ являются вольты (В)
• R1 = сопротивление 1-го сопротивления, единица СИ (Ом)
• R2 = сопротивление 2-го сопротивления, единица СИ (Ом)
• R3 = сопротивление 3-го сопротивления, единица СИ (Ом)
• Vout = выходное напряжение или напряжение на резисторе R3, единица СИ — вольты (В)

Цепь состоит из трех резисторов, R1, R2 и R3, соединенных последовательно через источник напряжения или, скажем, входное напряжение, Vs = Vin. Выходное напряжение снимается с резистора R3.

Эта формула известна как формула делителя напряжения. Он показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально R3 и обратно пропорционально сумме R1, R2 и R3. Вы можете рассчитать падение напряжения для каждого последовательно включенного резистора ЗДЕСЬ!

Как пользоваться калькулятором делителя напряжения?

Просто введите значения резисторов и входное напряжение или напряжение источника. После ввода входных данных калькулятор вычислит выходное напряжение и отобразит результат.

Преимущества использования калькулятора делителя напряжения

Использование калькулятора делителя напряжения дает несколько преимуществ. Во-первых, это экономит время и усилия при расчете выходного напряжения схемы делителя напряжения. Калькулятор выполняет все расчеты автоматически, что исключает необходимость ручных расчетов. Это особенно полезно при разработке сложных схем, требующих нескольких цепей делителя напряжения.