分压器

从两个串联电阻求输出电压

分压器使用两个串联电阻跨接在电源电压上，在两者之间的点产生一个较小的、可预测的输出电压。 输入电源电压和两个电阻值，此计算器将求出 R1 和 R2 之间抽取的输出电压，以及 R1 上的电压降和流过电路的电流。

这是模拟电子学中最常见的基本构建模块之一：将传感器的原始输出缩放到安全的输入范围、创建稳定的参考电压，或在两个不同的逻辑电平之间转换信号 — 仅需两个电阻即可实现。

公式

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

R1 位于电源电压与输出抽头点之间；R2 位于抽头点与地之间。由于两个电阻串联，通过两者的电流相同，两个电压降之和始终等于完整的电源电压。

示例计算

12V 电源，R1 为 1,000 Ω，R2 为 2,000 Ω：

1. 输出电压：12 × (2,000 ÷ 3,000) = 8 V。
2. R1 上的电压：12 − 8 = 4 V。
3. 电流：12 ÷ 3,000 = 0.004 A（4 mA）。

两个电压降验证无误：R1 上的 4V 加上 R2 上的 8V 之和等于完整的 12V 电源电压。

需要考虑的关键因素

• 一旦真实负载从输出抽头处消耗电流，基本分压器的输出电压会明显下降。 本计算器的公式假设 的是理想的、空载（开路）输出——将真实负载与 R2 并联，实际上会改变电路中 R2 的有效值，从而 使实际输出电压低于计算出的理想值。简单分压器最适合用于消耗电流极小的高阻抗负载。
• 电阻的绝对值（而不仅仅是比例）决定了电路持续消耗多少电流，进而决定了以热量形式浪费多少 功率。 比例相同的两组电阻会产生相同的输出电压，但使用更小阻值的一组会成比例地消耗更多电 流、浪费更多功率——选择电阻值需要在这种功率浪费与电路对所接负载的敏感度之间进行权衡。
• 分压器是一种无源的、纯电阻性的电路——它只能把电压降低，永远不能升高。 由于输出抽头始 终位于电源电压和地之间，输出电压永远不可能超过输入电压——要把电压升高，需要一种根本不同的 电路（例如升压转换器），而不是电阻分压器。
• 分压器是在两个不同电压等级之间安全接口传感器或逻辑信号的常见方法。 一个经典的实际应用 是把 5V 单片机信号缩小到安全的 3.3V 输入以供另一块芯片使用，反之亦然——这是本计算器所计算 的这个简单双电阻公式最常见的实际应用之一。

常见错误

• 把 R1 和 R2 弄反。 R1 始终位于电源电压与输出抽头点之间，R2 始终位于抽头点与地之间——弄 反哪个电阻是哪个，会使实际出现在输出端的电源电压比例颠倒过来。
• 假设接入真实负载后计算出的输出电压仍会保持不变。 本计算器的公式假设的是理想的空载输 出——真实负载会通过与 R2 并联的方式消耗电流，除非负载阻抗远高于 R2，否则实际输出电压会低于 计算值。
• 期望分压器能把电压升高。 电阻分压器只能降低电压，永远无法升高电压——升高电压需要像升压 转换器这样的有源电路，而不是两个电阻。

实用小知识

• 想直接用欧姆定律核实这个电路消耗的电流和总电阻？欧姆定律计算器 可以根据另外两个 量求出电压、电流或电阻。
• 需要 R1 和 R2 合并后的总电阻，或是一个含有两个以上电阻的电路？串并联电阻计算器 可以处理串联和并联组合。