Калькулятор делителя напряжения

Два резистора, включенных последовательно, пропорционально делят входное напряжение. Выход на переходе: Vout = Vin×R2 ÷ (R1+R2). Ток нагрузки, потребляемый от ответвителя, снижает Vout — эта формула предполагает незначительный ток нагрузки.

Делители устанавливают опорные напряжения, датчики шкалы и транзисторы смещения. Для стабильного выхода под нагрузкой используйте буферный операционный усилитель или резисторы достаточно малого размера, чтобы ток нагрузки был незначительным (следите за рассеиваемой мощностью).

Пример: вход 5 В, R1 = 10 кОм, R2 = 10 кОм → Vout = 2,5 В. Ток через делитель = 5 В ÷ 20 кОм = 0,25 мА.

Одинаковые резисторы дают половину питания в средней точке — классическое опорное напряжение 2,5 В из логики 5 В. Неравные значения масштабируются от около 0 В до около Vin в зависимости от соотношения R1:R2.

Рассеиваемая мощность на каждом резисторе равна I²R. Резисторы высокого номинала минимизируют ток, но становятся чувствительными к шуму; низкие значения стабилизируют напряжение при небольшой нагрузке, но тратят энергию — выберите компромисс для датчиков с батарейным питанием.

Рабочий пример с настройками по умолчанию: Vin = 5 В, R1 = R2 = 10 кОм → Vout = 2,5 В, ток делителя 0,25 мА. Если нагрузка потребляет значительный ток от Vout, измеренное напряжение будет ниже 2,5 В, если не будет буферизовано.

Масштабирование АЦП преобразует выходной сигнал датчика 0–5 В в диапазон микроконтроллера 3,3 В с помощью неравных делителей. Если Vin = 5 В и вам нужно Vout ≈ 3,3 В, соотношение R2/(R1+R2) = 0,66 — найдите R1 и R2 из стандартных значений E24, затем убедитесь, что ток делителя остается низким. Неравные делители масштабируют датчики 0–5 В до диапазона АЦП 3,3 В — перед компоновкой выберите пары E24 рядом с R2/(R1+R2) ≈ 0,66.

Эквивалент Thevenin на кране равен R1∥R2 параллельно. Нагрузка 10 кОм на делителе 10 кОм × 10 кОм (5 кОм Thevenin) значительно снижает напряжение Vout ниже 2,5 В — либо буфер с операционным усилителем, либо размер R1/R2 на порядок ниже ожидаемой нагрузки. Нагрузка 10 кОм на отводе Тевенина 5 кОм проседает Vout — буфер с операционным усилителем, когда ток нагрузки превышает ток делителя.

Изменение сопротивления R1 с 10 кОм на 20 кОм, в то время как сопротивление R2 остается 10 кОм, снижает напряжение Vout с 2,5 В до 5 × 10/(20+10) ≈ 1,67 В. Малый допуск резистора (±1%) смещает отвод на десятки милливольт, что критично при питании 10-разрядного АЦП, охватывающего 3,3 В при питании по умолчанию 5 В.