Делитель Напряжения

Как Найти Выходное Напряжение По Двум Последовательным Резисторам

Делитель напряжения использует два последовательно соединённых резистора на напряжении питания, чтобы получить меньшее, предсказуемое выходное напряжение в точке между ними. Введите входное напряжение и значения обоих резисторов, и этот калькулятор найдёт выходное напряжение, снимаемое между R1 и R2, а также напряжение на R1 и ток, протекающий через цепь.

Это один из самых распространённых базовых элементов в аналоговой электронике: масштабирование необработанного выхода датчика до безопасного входного диапазона, создание стабильного опорного напряжения или сдвиг сигнала между двумя разными логическими уровнями — всё это всего с двумя резисторами.

Формула

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

R1 находится между напряжением питания и точкой отвода выхода; R2 находится между точкой отвода и землёй. Поскольку оба резистора соединены последовательно, через них течёт одинаковый ток, а два падения напряжения всегда в сумме дают полное напряжение питания.

Пример Расчёта

Питание 12В через R1 номиналом 1000 Ом и R2 номиналом 2000 Ом:

1. Выходное напряжение: 12 × (2000 ÷ 3000) = 8 В.
2. Напряжение на R1: 12 − 8 = 4 В.
3. Ток: 12 ÷ 3000 = 0,004 А (4 мА).

Оба падения сходятся: 4В на R1 плюс 8В на R2 в сумме дают полное питание 12В.

Ключевые Факторы, Которые Следует Учитывать

• Выходное напряжение простого делителя напряжения заметно проседает, как только реальная нагрузка начинает потреблять ток с выходного отвода. Формула этого калькулятора предполагает идеальный выход без нагрузки (разомкнутая цепь) — подключение реальной нагрузки параллельно R2 фактически изменяет значение R2 в цепи, что снижает фактическое выходное напряжение ниже рассчитанного идеального значения. Простой делитель напряжения лучше всего подходит для нагрузок с высоким импедансом, потребляющих очень малый ток.
• Абсолютные значения резисторов (а не только их соотношение) определяют, сколько тока постоянно потребляет цепь, а значит, сколько мощности она рассеивает в виде тепла. Две пары резисторов с одинаковым соотношением дают одно и то же выходное напряжение, но пара с намного меньшими значениями сопротивления потребляет пропорционально больше тока и рассеивает больше мощности — выбор значений резисторов предполагает баланс между этим расходом мощности и чувствительностью цепи к подключённой нагрузке.
• Делитель напряжения — пассивная, чисто резистивная цепь: он может только ПОНИЖАТЬ напряжение, но никогда не повышать его. Поскольку выходной отвод всегда находится между входным напряжением и землёй, выходное напряжение никогда не может превысить входное — для повышения напряжения требуется принципиально другая схема (например, повышающий преобразователь), а не резистивный делитель.
• Делители напряжения — распространённый способ безопасного согласования сигнала датчика или логического сигнала между двумя разными уровнями напряжения. Классический пример из реальной жизни — понижение сигнала микроконтроллера 5В до безопасного входа 3,3В для другой микросхемы, или наоборот — это одно из наиболее часто встречающихся практических применений той же простой формулы двух резисторов, которую вычисляет этот калькулятор.

Частые Ошибки

• Перепутать R1 и R2. R1 всегда находится между входным напряжением и точкой отвода выхода, а R2 всегда находится между отводом и землёй — перепутав, какой резистор какой, вы перевернёте долю входного напряжения, которая фактически появляется на выходе.
• Предполагать, что рассчитанное выходное напряжение сохранится после подключения реальной нагрузки. Формула этого калькулятора предполагает идеальный выход без нагрузки — реальная нагрузка потребляет ток через R2 параллельно, снижая фактическое выходное напряжение ниже рассчитанного значения, если импеданс нагрузки не намного выше R2.
• Ожидать, что делитель напряжения повысит напряжение. Резистивный делитель может только понижать напряжение, но никогда не повышать его — для повышения напряжения требуется активная схема, например повышающий преобразователь, а не два резистора.

Полезно Знать

• Хотите проверить ток и общее сопротивление, потребляемое этой цепью, напрямую по закону Ома? Калькулятор Закона Ома находит напряжение, ток или сопротивление по двум остальным величинам.
• Нужно суммарное сопротивление R1 и R2 вместе, или цепь с более чем двумя резисторами? Калькулятор Последовательных и Параллельных Резисторов обрабатывает последовательные и параллельные соединения.