Partitore di Tensione

Trovare la Tensione di Uscita da Due Resistori in Serie

Un partitore di tensione usa due resistori in serie su una tensione di alimentazione per produrre una tensione di uscita più piccola e prevedibile nel punto tra di essi. Inserisci la tensione di ingresso e i due valori dei resistori, e questa calcolatrice trova la tensione di uscita prelevata tra R1 e R2, insieme alla tensione ai capi di R1 e alla corrente che scorre nel circuito.

Questo è uno dei blocchi costitutivi più comuni nell’elettronica analogica: scalare l’uscita grezza di un sensore in un intervallo di ingresso sicuro, creare una tensione di riferimento stabile o spostare un segnale tra due diversi livelli logici — tutto con soli due resistori.

La Formula

$$V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}$$

R1 si trova tra la tensione di alimentazione e il punto di derivazione dell’uscita; R2 si trova tra il punto di derivazione e la massa. Poiché i due resistori sono in serie, la stessa corrente li attraversa entrambi, e le due cadute di tensione si sommano sempre per dare la tensione di alimentazione completa.

Esempio Svolto

Un’alimentazione 12V attraverso una R1 da 1.000 Ω e una R2 da 2.000 Ω:

1. Tensione di uscita: 12 × (2.000 ÷ 3.000) = 8 V.
2. Tensione su R1: 12 − 8 = 4 V.
3. Corrente: 12 ÷ 3.000 = 0,004 A (4 mA).

Le due cadute tornano: 4V su R1 più 8V su R2 sommano di nuovo all’alimentazione completa di 12V.

Fattori Chiave da Considerare

• La tensione di uscita di un partitore di tensione di base cala notevolmente una volta che un vero carico assorbe corrente dal punto di derivazione dell’uscita. La formula di questo calcolatore presume un’uscita ideale senza carico (circuito aperto) — collegare un vero carico in parallelo a R2 cambia effettivamente il valore di R2 nel circuito, il che abbassa la vera tensione di uscita sotto il valore ideale calcolato. Un semplice partitore di tensione è più adatto a carichi ad alta impedenza che assorbono pochissima corrente.
• I valori assoluti dei resistori (non solo il loro rapporto) determinano quanta corrente assorbe continuamente il circuito, e quindi quanta potenza spreca come calore. Due coppie di resistori con lo stesso identico rapporto producono la stessa tensione di uscita, ma una coppia che usa valori di resistenza molto più piccoli assorbe proporzionalmente più corrente e spreca più potenza — scegliere i valori dei resistori implica bilanciare questo spreco di potenza contro la sensibilità del circuito a un carico collegato.
• Un partitore di tensione è un circuito passivo, puramente resistivo — può solo abbassare la tensione, mai alzarla. Poiché il punto di derivazione dell’uscita si trova sempre tra la tensione di ingresso e la massa, la tensione di uscita non può mai superare la tensione di ingresso — alzare la tensione richiede un circuito fondamentalmente diverso (come un convertitore boost), non un partitore resistivo.
• I partitori di tensione sono un modo comune per interfacciare in sicurezza un sensore o un segnale logico tra due livelli di tensione diversi. Un classico uso reale è ridimensionare un segnale di microcontrollore a 5V fino a un ingresso sicuro di 3,3V per un altro chip, o viceversa — questa è una delle applicazioni pratiche più frequentemente incontrate della stessa semplice formula a due resistori calcolata da questo calcolatore.

Errori Comuni

• Scambiare R1 e R2. R1 si trova sempre tra la tensione di ingresso e il punto di derivazione dell’uscita, e R2 si trova sempre tra la derivazione e la massa — invertire quale resistore è quale inverte quale frazione della tensione di ingresso appare effettivamente in uscita.
• Presumere che la tensione di uscita calcolata rimanga tale una volta collegato un vero carico. La formula di questo calcolatore presume un’uscita ideale senza carico — un vero carico assorbe corrente attraverso R2 in parallelo, facendo scendere la tensione di uscita reale sotto il valore calcolato a meno che l’impedenza del carico non sia molto più alta di R2.
• Aspettarsi che un partitore di tensione alzi la tensione. Un partitore resistivo può solo abbassare la tensione, mai aumentarla — alzare la tensione richiede un circuito attivo come un convertitore boost, non due resistori.

Utile da Sapere

• Vuoi verificare la corrente e la resistenza totale assorbita da questo circuito direttamente con la legge di Ohm? Calcolatore Legge di Ohm risolve tensione, corrente o resistenza dalle altre due.
• Hai bisogno della resistenza combinata di R1 e R2 insieme, o di un circuito con più di due resistori? Calcolatrice di Resistori in Serie e Parallelo gestisce combinazioni in serie e in parallelo.