Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения — это простая схема, которая позволяет получить из высокого напряжения пониженное напряжение.

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента – это сама схема и формула расчета.

Стенд для пайки со светодиодной подсветкой

Материал: АБС + металл + акриловые линзы. Светодиодная подсветка…

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Расчет делителя напряжения на резисторах

Расчет делителя напряжения предполагает, что нам известно, по крайней мере, три величины из приведенной выше схемы: входное напряжение и сопротивление обоих резисторов. Зная эти величины, мы можем рассчитать выходное напряжение.

Формула делителя напряжения

Это не сложное упражнение, но очень важное для понимания того, как работает делитель напряжения. Расчет делителя основан на законе Ома.

Для того чтобы узнать какое напряжение будет на выходе делителя, выведем формулу исходя из закона Ома. Предположим, что мы знаем значения Uin, R1 и R2. Теперь на основании этих данных выведем формулу для Uout. Давайте начнем с обозначения токов I1 и I2, которые протекают через резисторы R1 и R2 соответственно:

Наша цель состоит в том, чтобы вычислить Uout, а это достаточно просто используя закон Ома:

Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем

Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…

Хорошо. Мы знаем значение R2, но пока неизвестно сила тока I2. Но мы знаем кое-что о ней. Мы можем предположить, что I1 равно I2. При этом наша схема будет выглядеть следующим образом:

Что мы знаем о Uin? Ну, Uin это напряжение на обоих резисторах R1 и R2. Эти резисторы соединены последовательно, при этом их сопротивления суммируются:

И, на какое-то время, мы можем упростить схему:

Закон Ома в его наиболее простом виде: Uin = I *R. Помня, что R состоит из R1+R2, формула может быть записана в следующем виде:

А так как I1 равно I2, то:

Это уравнение показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению и отношению сопротивлений R1 и R2.

Делитель напряжения — калькулятор онлайн





 Применение делителя напряжения на резисторах

В радиоэлектронике есть много способов применения делителя напряжения. Вот только некоторые примеры где вы можете обнаружить их.

Потенциометры

Потенциометр представляет собой переменный резистор, который может быть использован для создания регулируемого делителя напряжения.

Изнутри потенциометр представляет собой резистор и скользящий контакт, который делит резистор на две части и передвигается между этими двумя частями. С внешней стороны, как правило, у потенциометра имеется три вывода: два контакта подсоединены к выводам резистора, в то время как третий (центральный) подключен к скользящему контакту.

Если контакты резистора подключения к источнику напряжения (один к минусу, другой к плюсу), то центральный вывод потенциометра будет имитировать делитель напряжения.

Переведите движок потенциометра в верхнее положение и напряжение на выходе будет равно входному напряжению. Теперь переведите движок в крайнее нижнее положение и на выходе будет нулевое напряжение. Если же установить ручку потенциометра в среднее положение, то мы получим половину входного напряжения.

Резистивные датчики

Большинство датчиков применяемых в различных устройствах представляют собой резистивные устройства. Фоторезистор представляет собой переменный резистор, который изменяет свое сопротивление, пропорциональное количеству света, падающего на него. Так же есть и другие датчики, такие как датчики давления, ускорения и термисторы и др.

Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить напряжение при помощи микроконтроллера (при наличии АЦП).

Пример работы делителя напряжения на фоторезисторе.

Допустим, сопротивление фоторезистора изменяется от 1 кОм (при освещении) и до 10 кОм (при полной темноте). Если мы дополним схему постоянным сопротивлением примерно 5,6 кОм, то мы можем получить широкий диапазон изменения выходного напряжения при изменении освещенности фоторезистора.

Как мы видим, размах выходного напряжения при уровне освещения от яркого до темного получается в районе 2,45 вольт, что является отличным диапазоном для работы большинства АЦП.

Делитель напряжения на резисторах: онлайн калькулятор расчета

Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике. Принцип работы ее прост: на входе подается более высокое входное напряжение и затем оно преобразуется в более низкое выходное напряжение с помощью пары резисторов. Формула расчета выходного напряжения основана на законе Ома и приведена ниже.

Классическая формула делителя напряжения

где:

• U_вх. — входное напряжение источника, В;
• U_вых. — выходное напряжение, В;
• R₁ — сопротивление 1-го резистора, Ом;
• R₂ — сопротивление 2-го резистора, Ом.

Схема классического делителя напряжения на 2 резистора

В калькулятор ниже введите любые три известных значения U_вх., U_вых. и R₁  и нажмите «Рассчитать», чтобы найти значение R₂.

Упрощения

Существует несколько обобщений, которые следует учитывать при использовании делителей напряжения. Это упрощения, которые упрощают оценку схемы деления напряжения.

Во-первых, если R₂ и R₁ равны, то выходное напряжение вдвое меньше входного напряжения. Это верно независимо от значений резисторов.

Итак, если R₁ = R₂, то получаем следующее уравнение:

Формула делителя напряжения, если сопротивления равны

Во-вторых, если R₂ на порядок больше чем R₁, то выходное напряжение U_вых будет очень близко к U_вх., то есть U_вх. ≈ U_вых. А на R₁ будет очень мало напряжения.

Формула делителя напряжения, если R2 на порядок больше R1

Во-третьих, если наоборот R₁ на порядок больше чем R₂, то U_вых будет очень маленьким по сравнению с U_вх, то есть будет стремиться к нулю. Практически все входное напряжение упадет в таком случае на 

R₁.

Вы можете воспользоваться онлайн калькулятором ниже, чтобы проверить как саму классическую формулу делителя напряжения, представленную на рисунке 1, так и вышеприведенные упрощения этой формулы.

Расчет делителя напряжения на резисторах: онлайн-калькулятор

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.

Расчет делителя напряжения на резисторах, конденсаторах и индуктивностях — Help for engineer

Расчет делителя напряжения на резисторах, конденсаторах и индуктивностях

Делитель напряжения используется в электрических цепях, если необходимо понизить напряжение и получить несколько его фиксированных значений. Состоит он из двух и более элементов (резисторов, реактивных сопротивлений). Элементарный делитель можно представить как два участка цепи, называемые плечами. Участок между положительным напряжением и нулевой точкой – верхнее плечо, между нулевой и минусом – нижнее плечо.

Делитель напряжения на резисторах может применятmся как для постоянного, так и для переменного напряжений. Применяется для низкого напряжения и не предназначен для питания мощных машин. Простейший делитель состоит из двух последовательно соединенных резисторов:

На резистивный делитель напряжения подается напряжение питающей сети U, на каждом из сопротивлений R1 и R2 происходит падение напряжения. Сумма U1 и U2 и будет равна значению U.

В соответствии с законом Ома (1):

Падение напряжения будет прямо пропорционально значению сопротивления и величине тока. Согласно первому закону Кирхгофа, величина тока, протекающего через сопротивления одинакова. С чего следует, что падение напряжения на каждом резисторе (2,3):

Тогда напряжение на всем участке цепи (4):

Отсюда определим, чему равно значение тока без включения нагрузки (5):

Если подставить данное выражение в (2 и 3), то получим формулы расчета падения напряжения для делителя напряжения на резисторах (6, 7):

Необходимо упомянуть, что значения сопротивлений делителя должны быть на порядок или два (все зависит от требуемой точности питания) меньше, чем сопротивление нагрузки. Если же это условие не выполняется, то при приведенном расчете подаваемое напряжение будет посчитано очень грубо.

Для повышения точности необходимо сопротивление нагрузки принять как параллельно подсоединенный резистор к делителю. А также использовать прецизионные (высокоточные) сопротивления.

Онлайн подбор сопротивлений для делителя

Пусть источник питания выдает 24 В постоянного напряжения, примем, что величина сопротивления нагрузки переменная, но минимальное значение равно 15 кОм. Необходимо рассчитать параметры резисторов для делителя, выходное напряжение которого равно 6 В.

Таким образом, напряжения: U=24 B, U₂=6 В; сопротивление резисторов не должно превышать 1,5 кОм (в десять раз меньше значения нагрузки). Принимаем R1=1000 Ом, тогда используя формулу (7) получим:

выразим отсюда R₂:

Зная величины сопротивления обоих резисторов, найдем падение напряжения на первом плече (6):

Ток, который протекает через делитель, находится по формуле (5):

Схема делителя напряжения на резисторах рассчитана выше и промоделирована:

Использование делителя напряжения очень неэкономичный, затратный способ понижения величины напряжения, так как неиспользуемая энергия рассеивается на сопротивлении (превращается в тепловую энергию). КПД очень низкий, а потери мощности на резисторах вычисляются формулами (8,9):

По заданным условиям, для реализации схемы делителя напряжения необходимы два резистора:

		1. R1=1 кОм, P1=0,324 Вт.
		2. R2=333,3 Ом, P2=0,108 Вт.

Полная мощность, которая потеряется:

---

Делитель напряжения на конденсаторах применяется в схемах высокого переменного напряжения, в данном случае имеет место реактивное сопротивление.

Сопротивление конденсатора рассчитывается по формуле (10):

		где С – ёмкость конденсатора, Ф;
		f – частота сети, Гц.

Исходя из формулы (10), видно, что сопротивление конденсатора зависит от двух параметров: С и f. Чем больше ёмкость конденсатора, тем сопротивление его ниже (обратная пропорциональность). Для ёмкостного делителя расчет имеет такой вид (11, 12):

Еще один делитель напряжения на реактивных элементах – индуктивный, который нашел применение в измерительной технике. Сопротивление индуктивного элемента при переменном напряжении прямо пропорционально величине индуктивности (13):

где L – индуктивность, Гн.

Падение напряжения на индуктивностях (14,15):

Недостаточно прав для комментирования

Резисторный делитель напряжения: расчёт-онлайн, формулы и схемы

Резисторный делитель напряжения — одна из основополагающих конструкций в электронике, без которой не обходится ни одно устройство. Подбор сопротивлений задаёт нужные режимы работы. Как правило, эта конструкция содержит два резистора. Один ставится между входом и выходом схемы. Второй резистор одним концом подключается к общему проводу, а вторым — к выходу схемы, тем самым его шунтируя. Он также играет роль нагрузки источника, подключённого ко входу.

Формула делителя напряжения

Расчёт можно осуществить, используя формулы, вытекающие из закона Ома. Можно узнать, каким будет U на выходе устройства, если известно входное, а также сопротивления обоих резисторов. Можно также решить обратную задачу, например, вычислить напряжение, которое получится на выходе при известных сопротивлениях резисторов.

Чтобы выполнить расчет резистивного делителя, необходимо:

• Обозначить резистор, находящийся ближе ко входу делителя, как R1.
• Обозначить резистор, находящийся ближе к выходу делителя, как R2.
• Протекающие через резисторы токи обозначаются, как I1 и I2, а входное и выходное напряжения — UВХ и UВЫХ, соответственно.
• Промежуточная формула примет следующий вид: UВЫХ=I2*R2.
• Если предположить, что силы обоих токов равны, то формула для определения протекающего через схему тока станет выглядеть так: I=UВХ/R1+R2.
• Окончательная формула принимает такой вид: UВЫХ=R2*(UВХ/R1+R2).

Из неё становится ясно, что выходное напряжение всегда будет меньше, чем входное. Оно зависит от самих резисторов. Чем больше сопротивление R1 и сила протекающего тока, тем меньше будет UВЫХ. Напротив, чем больше сопротивление R2, включённое между выходом и общим проводом, тем больше будет UВЫХ. Если упомянутое сопротивление стремится к бесконечности, то UВЫХ будет почти равным входному. Чем больше ток, который проходит по резисторам, тем меньше будет UВЫХ. Таким образом при больших токах делитель на резисторах становится малоэффективным, ввиду сильного падения напряжения.

Онлайн-калькуляторы

С их помощью можно рассчитать делитель напряжения на резисторах онлайн. Входными данными в этом случае могут являться: входное напряжение и оба сопротивления. Калькулятор «Делитель напряжения — онлайн» произведёт все необходимые операции по обозначенной формуле, и выведет значения искомых параметров. Расчет делителя напряжения на резисторах онлайн облегчает процесс разработки многих электронных схем, позволяет добиться достижения требуемых режимов и правильной работы устройств.

Разновидности делителей

Самая распространенная и характерная из них — это потенциометр. Он представляет собой стандартный переменный резистор. Внутри его находится дужка, на которую нанесен токопроводящий слой. По ней скользит контакт, делящий сопротивление на две части. Таким образом, потенциометр имеет три вывода, два из которых подключены к самому резистору, а третий — к перемещаемому движку.

Источник тока подключается к двум крайним выводам потенциометра, а UВЫХ будет сниматься с вывода движка и общего провода. По такой схеме устроены, например, регуляторы громкости и тембра звука в различной аудиоаппаратуре. При перемещении движка в крайнее нижнее положение UВЫХ станет равным нулю, а в противоположной ситуации будет равно входному. Если же перемещать движок, то напряжение будет плавно изменяться от нуля до входного.

Свойства делителей также используются при конструировании резистивных датчиков. Например, одним из их элементов может являться фоторезистор, изменяющий свое сопротивление в зависимости от освещённости. Есть и другие датчики, преобразующие физические воздействия в изменение сопротивления: терморезисторы, датчики давления, ускорения. Созданные на их основе делители используются совместно с аналого-цифровыми преобразователями для измерения и отслеживания самых различных величин в промышленности и быту: температуры, скорости вращения.

В качестве примера можно привести схему для определения уровня освещенности. Последняя деталь включается между выходом и общим проводом (R2 в формуле). Для расширения пределов изменения напряжения схема дополняется постоянным сопротивлением (R1 в формуле). К её выходу присоединяется микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя. Чем сильнее освещённость фоторезистора, тем ниже UВЫХ, так как он включён между выходом конструкции и «массой», шунтируя его.

Калькулятор делителей напряжения — электротехнические и электронные инструменты

Калькулятор делителя напряжения

Разделитель напряжения представляет собой схему, используемую для создания напряжения, которое меньше или равно входному напряжению.

Выходы

Выходное напряжение (V _out )

Вольт (V)

Как найти выходное напряжение цепи делителя

Два делителя напряжения резистора являются одной из наиболее распространенных и полезных схем, используемых инженерами. Основная цель этой схемы заключается в уменьшении входного напряжения до более низкого значения в зависимости от отношения двух резисторов. Этот калькулятор помогает определить выходное напряжение схемы делителя с учетом входного (или источника) напряжения и значений резисторов. Обратите внимание на то, что выходное напряжение в реальных схемах может быть различным, поскольку резистор и сопротивление нагрузки (при подключении выходного напряжения) становятся факторами.

Уравнение

$$ V_ {out} = V_ {in} * \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$

Где:

$$ V_ {out} $$ = Выходное напряжение. Это уменьшенное напряжение.

$$ V_ {in} $$ = Входное напряжение.

$$ R_ {1} $$ и $$ R_ {2} $$ = значения резистора. Отношение $$ \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$ определяет масштабный коэффициент.

Приложения

Поскольку делители напряжения довольно распространены, их можно найти в ряде приложений. Ниже приведены лишь некоторые из мест, где эта схема найдена.

потенциометры

Возможно, наиболее распространенной схемой делителя напряжения является то, что используется потенциометр, который является переменным резистором. Схематическое изображение потенциометра показано ниже:

«Горшок» обычно имеет три внешних контакта: два являются концами резистора, а один подключен к рычагу стеклоочистителя. Стеклоочиститель разрезает резистор пополам и перемещает его, регулируя соотношение между верхней половиной и нижней половиной резистора. Соедините два внешних выводы к напряжению (вход) и ссылку (земля) со средним (стеклоочистители штифтом) в качестве выходного контакта и вы сам делитель напряжения.

Уровневые сдвиги

Другая область, в которой используются делители напряжения, — это когда напряжение должно быть выровнено. Наиболее распространенным сценарием является взаимодействие сигналов между датчиком и микроконтроллером с двумя разными уровнями напряжения. Большинство микроконтроллеров работают при напряжении 5 В, в то время как некоторые датчики могут принимать только максимальное напряжение 3, 3 В. Естественно, вы хотите выровнять напряжение от микроконтроллера, чтобы избежать повреждения датчика. Пример схемы показан ниже:

Схема выше показывает схему делителя напряжения, включающую резистор 2 кОм и 1 кОм. Если напряжение от микроконтроллера составляет 5 В, то пониженное напряжение на датчик рассчитывается как:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {2k \ Omega} {2k \ Omega + 1k \ Omega} = 3.33 V $$

Этот уровень напряжения теперь безопасен для работы датчика. Обратите внимание, что эта схема работает только для выравнивания напряжений и не выравнивания.

Ниже приведены некоторые другие комбинации резисторов, используемые для выравнивания часто встречающихся напряжений:

Комбинация резисторов	использование
4, 7 кОм и 6, 8 кОм	От 12 В до 5 В
4, 7 кОм и 3, 9 кОм	9V до 5V
3, 6 кОм и 9, 1 кОм	От 12 В до 3, 3 В
3, 3 кОм и 5, 7 кОм	От 9 В до 3, 3 В

Чтение резистивного датчика

Многие датчики являются резистивными устройствами и большинством микроконтроллеров считывают напряжение, а не сопротивление. Таким образом, резистивный датчик обычно подключается в цепи делителя напряжения с резистором для взаимодействия с микроконтроллером. Пример установки показан ниже:

Термистор — это датчик, сопротивление которого изменяется пропорционально температуре. Скажем, что термистор имеет сопротивление комнатной температуре 350 Ом. Сопряженное сопротивление выбирается равным 350 Ом.

Когда термистор находится при комнатной температуре, выходное напряжение:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350 \ Omega} {350 \ Omega + 350 \ Omega} = 2.5V $$

Когда температура увеличивается, сопротивление термистора изменяется до 350, 03 Ом, выход изменяется на:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350.03 \ Omega} {350 \ Omega + 350.03 \ Omega} = 2.636V $$

Такое небольшое изменение напряжения обнаруживается микроконтроллером. Если функция передачи термистора известна, теперь можно рассчитать эквивалентную температуру.

Дальнейшее чтение

Техническая статья — Разделители напряжения и тока: что это такое и что они делают

Учебник — Глава 6 — Цепи Divider и законы Кирхгофа

Учебник — Потенциометр в качестве делителя напряжения

Рабочий лист — Цепь делителя напряжения

Радио для всех — Лаборатория

junradio.com|jradio.ucoz.ru|junradio.com

В разделе представлены on-line калькуляторы

Цветовая маркировка резисторов
Расчет индуктивности
Расчёт реактивного сопротивления конденсатора C и реактивного сопротивления катушки L
Расчёт параллельного соединения резисторов и последовательного конденсаторов
Расчёт резистивного и ёмкостного делителей
Расчёт частоты колебательного контура и цепочки RC. Частота среза фильтра ФНЧ и ФВЧ
Компенсация реактивной мощности
Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности
Расчет элементов J антенны
Расчет резонансной частоты LC-контура
Расчет резистивного Пи аттенюатора
Делитель напряжения
Цветовой код конденсаторов
Стабилизация напряжения
Дроссели, намотанные на резисторах МЛТ
Реактивное сопротивление конденсатора
Реактивное сопротивление катушки индуктивности
Калькулятор определения номинала SMD-резистора
Расчет значения резистора для LM317
Онлайн калькулятор таймер 555
Расчет «Cantenna» (баночной антенны) для Wi Fi
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Калькулятор расчета компактных монолитных усилителей
Расчет силового трансформатора
Расчет дискоконусной антенны
Сопротивления для согласующего трансформатора
Расчет для тороидальных (ферритовых) сердечников Amidon
Расчет петлевого вибратора
Калькулятор DC-DC преобразователя MC34063A
Расчет выпрямителя для блока питания
Расчет гасящего конденсатора в блоке питания
Расчет резистора для подключения светодиода

Цветовая маркировка резисторов

 

Расчет индуктивности

 
Расчёты электронных цепей.

Вписываем значения и кликаем мышкой в таблице

Расчёт реактивного сопротивления конденсатора C и реактивного сопротивления катушки L

Реактивное сопротивление ёмкости Xc = 1/(2πƒC)

Реактивное сопротивление индуктивности XL = 2πƒL

Расчёт параллельного соединения резисторов и последовательного конденсаторов

Параллельное соединение двух сопротивлений R =R1*R2/(R1+R2)

Последовательное соединение двух ёмкостей C = C1*C2/(C1+C2)

---

Расчёт резистивного и ёмкостного делителей

Расчёт резистивного делителя напряжения U1 = U*R1/(R1+R2)

Расчёт ёмкостного делителя напряжения U1 = U*C2/(C1+C2)

---

---

Расчёт частоты колебательного контура и цепочки RC. Частота среза фильтра ФНЧ и ФВЧ

Частота резонанса колебательного контура LC F = 1/(2π√(LC))

Пост. времени τ RC и частота среза RC-фильтра τ = RC ;   Fср = 1/(2πτ)

---

---

Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность Q = √((UI)²-P²) Реактивное сопротивление X = U²/Q Компенсирующая ёмкость C = 1/(2πƒX)

---

---

Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности

После сброса ввести два любых известных параметра I=U/R;   U=IR;   R=U/I;   P=UI   P=U²/R;   P=I²R;   R=U²/P;   R=P/I²   U=√(PR)   I= √(P/R)

 

Расчет элементов J антенны

 

Дополнение: Арифметические калькуляторы и конвертеры величин
Калькулятор делителя напряжения

— Инструменты для электротехники и электроники

Как найти выходное напряжение схемы делителя

Двухрезисторный делитель напряжения — одна из наиболее распространенных и полезных схем, используемых инженерами. Основная цель этой схемы — уменьшить входное напряжение до более низкого значения в зависимости от соотношения двух резисторов. Этот калькулятор помогает определить выходное напряжение схемы делителя с учетом входного (или исходного) напряжения и значений резистора.Обратите внимание, что выходное напряжение в реальных схемах может отличаться, так как допуск резистора и сопротивление нагрузки (где подключено выходное напряжение) становятся факторами.

Уравнение

$$ V_ {out} = V_ {in} * \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$

Где:

$$ V_ {out} $$ = Выходное напряжение. Это уменьшенное напряжение.

$$ V_ {in} $$ = Входное напряжение.

$$ R_ {1} $$ и $$ R_ {2} $$ = номиналы резисторов. Соотношение $$ \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$ определяет коэффициент масштабирования.

Приложения

Поскольку делители напряжения довольно распространены, их можно найти во многих приложениях. Ниже приведены лишь некоторые из мест, где встречается эта схема.

Потенциометры

Пожалуй, наиболее распространенная схема делителя напряжения — это схема с потенциометром, который представляет собой переменный резистор. Принципиальная схема потенциометра показана ниже:

«Горшок» обычно имеет три внешних контакта: два — это концы резистора, а один подключен к рычагу стеклоочистителя.Стеклоочиститель разрезает резистор пополам и перемещает его, регулируя соотношение между верхней и нижней половинами резистора. Подключите два внешних контакта к источнику напряжения (вход) и опору (заземлению) со средней частью (контакт стеклоочистителя) в качестве выходного контакта, и вы получите делитель напряжения.

Переключатели уровня

Еще одна область, где полезны делители напряжения, — это когда необходимо выровнять напряжение. Наиболее распространенный сценарий — это передача сигналов между датчиком и микроконтроллером с двумя разными уровнями напряжения.Большинство микроконтроллеров работают при 5 В, в то время как некоторые датчики могут принимать только максимальное напряжение 3,3 В. Естественно, вы хотите выровнять напряжение с микроконтроллера, чтобы избежать повреждения датчика. Пример схемы показан ниже:

Схема выше показывает схему делителя напряжения с резистором 2 кОм и 1 кОм. Если напряжение с микроконтроллера составляет 5 В, то пониженное напряжение на датчике рассчитывается как:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {2k \ Omega} {2k \ Omega + 1k \ Omega} = 3.33 В $$

Этот уровень напряжения теперь безопасен для датчика. Обратите внимание, что эта схема работает только для понижения напряжения, а не для повышения.

Ниже приведены некоторые другие комбинации резисторов, используемые для понижения часто встречающихся напряжений:

Комбинация резисторов	Использовать
4,7 кОм и 6,8 кОм	от 12 В до 5 В
4,7 кОм и 3,9 кОм	от 9 В до 5 В
3.6 кОм и 9,1 кОм	от 12 В до 3,3 В
3,3 кОм и 5,7 кОм	от 9 В до 3,3 В

Показания резистивного датчика

Многие датчики являются резистивными устройствами, и большинство микроконтроллеров считывают напряжение, а не сопротивление. Таким образом, резистивный датчик обычно подключается к схеме делителя напряжения с резистором для взаимодействия с микроконтроллером. Пример настройки показан ниже:

Термистор — это датчик, сопротивление которого изменяется пропорционально температуре.Допустим, термистор имеет сопротивление при комнатной температуре 350 Ом. Сопротивление пары также выбрано равным 350 Ом.

Когда термистор находится при комнатной температуре, выходное напряжение:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350 \ Omega} {350 \ Omega + 350 \ Omega} = 2,5V $$

При повышении температуры сопротивление термистора изменяется до 350,03 Ом, выходной сигнал изменяется на:

$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350.03 \ Omega} {350 \ Omega + 350.03 \ Omega} = 2.636V $$

Такое небольшое изменение напряжения обнаруживает микроконтроллер.Если передаточная функция термистора известна, теперь можно рассчитать эквивалентную температуру.

Дополнительная литература

Техническая статья — Делители напряжения и тока: что они собой представляют и что они делают

Учебник — Глава 6 — Делительные цепи и законы Кирхгофа

Учебное пособие — Потенциометр как делитель напряжения

Рабочий лист — Схема делителя напряжения

Расчет делителя напряжения

Просмотрите схему делителя напряжения, представленную здесь, и рассчитайте выходное напряжение с помощью калькулятора делителя напряжения по следующей формуле делителя напряжения:

V _выход = (V _дюйм x R ₂ ) / (R ₁ + R ₂ )

Здесь:

• В _в входное напряжение
• R1 — сопротивление 1-го резистора,
• R2 — сопротивление 2-го резистора,
• V _out — выходное напряжение.

В качестве альтернативы вы также можете использовать этот калькулятор делителя напряжения, чтобы получить любые 3 известных значения в цепи и вычислить 4-е.

---

Схема делителя потенциала — очень распространенная схема, используемая в электронике, где входное напряжение должно быть преобразовано в другое напряжение, меньшее, чем оно. Эта схема очень полезна для всех аналоговых схем, где требуются переменные напряжения, поэтому важно понимать, как эта схема работает и как рассчитывать значения резисторов.

Схема делителя напряжения — это очень простая схема, состоящая всего из двух резисторов (R1 и R2), как показано выше. Требуемое выходное напряжение (Vout) можно получить на резисторе R2. Используя эти два резистора, мы можем преобразовать входное напряжение в любое требуемое выходное напряжение, это выходное напряжение определяется значением сопротивления R1 и R2. Формулы для расчета Vout показаны ниже.

V _из = (V _дюйм x R ₂ ) / (R ₁ + R ₂ )

Где, Vout = выходное напряжение Vin = входное напряжение и R1 = верхний резистор R2 = нижний резистор

Мы можем использовать вышеупомянутый калькулятор делителя напряжения для вычисления любого из значений, упомянутых в формулах делителя напряжения , но теперь давайте узнаем, как были получены эти формулы.Рассмотрим схему ниже, которую можно использовать для преобразования входного сигнала 5 В в выходное напряжение 3,3 В для анализа

.

Чтобы понять, как выводятся формулы потенциального дайвера, нам нужен калькулятор закона Ома, согласно закону Ома падение напряжения в любом месте является произведением тока, протекающего по цепи, и сопротивления в ней.

Напряжение = Ток, протекающий через × Сопротивление на напряжении

Давайте воспользуемся этим, чтобы вычислить входное напряжение (Vin) для вышеуказанной схемы.Здесь есть два резистора на входном напряжении Vin, следовательно,

Входное напряжение = ток × (сопротивление 1 + сопротивление 2)

Vin = I × (R1 + R2) ( 1)

Аналогичным образом рассчитаем выходное напряжение (Vout), здесь есть только один резистор (R2), следовательно,

Выходное напряжение = ток × сопротивление R2

Vвых. = I × R2 ( 2)

Если мы посмотрим на уравнения 1 и 2, мы можем заметить, что значение тока одинаковое, поэтому давайте перепишем

Уравнение 1 как, I = Vin / (R1 + R2)

Уравнение 2 как, I = Vout / R2

Поскольку ток, протекающий по цепи, постоянен, ток I останется одинаковым для обоих уравнений, поэтому мы можем приравнять их как

Вин / (R1 + R2) = Vout / R2

V _из = (V _дюйм x R ₂ ) / (R ₁ + R ₂ )

Давайте проверим этот делитель напряжения по формуле для указанной выше схемы, где Vin = 5 В, R1 = 1000 Ом и R2 = 2000 Ом.

Выход = (5 × 2000) / (1000/2000)

Выход = (10000) / (3000)

Vout = 3,3333 В

Еще одним важным фактором, который следует учитывать при выборе номиналов резистора, является его номинальная мощность (P) . Как только вы узнаете значения I (в зависимости от нагрузки), Vin, R1 и R2, сложите R1 и R2 вместе, чтобы получить R _ИТОГО , и используйте калькулятор закона Ома, чтобы узнать номинальную мощность (Вт), необходимую для резисторов. Или просто используйте формулы P = VI, чтобы определить номинальную мощность вашего резистора.Если не выбрана правильная номинальная мощность, резистор будет перегреваться и также может сгореть.

Вычислитель резистивного делителя

Одна из проблем резистивных делителей состоит в том, чтобы найти пару резисторов, которые обеспечат 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, наверное, все это уже знаете, если зашли на эту страницу… В любом случае, имея только дискретные значения, нетривиально найти пары резисторов, которые дают соотношение, близкое к желаемому.

Введите напряжения ввода / вывода или желаемый коэффициент деления, выберите серию E, с которой вы работаете, и вы получите список из 12 лучших совпадений. Простой! Кроме того, рассчитан допуск делителя напряжения ¹ , что является уникальной особенностью этого инструмента.

Примечания:

1. Допуск коэффициента деления, который составляет , а не , идентичный одному из резисторов, показан в столбце «Допуск».Вероятно, вам не следует использовать резистивные делители с коэффициентами, близкими к нулю (например, 0,01): это, скорее всего, приведет к неточным результатам. Вы можете пересмотреть свой дизайн или добавить триммер для калибровки разделителя, если вам действительно нужно очень маленькое соотношение. Например, попытка получить коэффициент 0,012 с 5% резисторов (E24) приведет к неопределенности в итоговом соотношении, превышающем 10%. С другой стороны, высокое отношение 0,988 приведет к гораздо меньшему допуску (~ 0,13%). Другими словами: малые отношения плохи для толерантности, большие отношения — хорошо.
2. Требуемое соотношение, очевидно, должно быть между нулем и единицей. Не ставьте что-то под 0. Могут случиться странные вещи. Как разрушение вселенной. Или хуже. Математика — это мощный инструмент, будьте осторожны. Значения более 1 считаются «коэффициентами деления» и автоматически инвертируются. Входное соотношение игнорируется и пересчитывается из V _в и V _из , если предусмотрены два последних входа.
3. Значения E24 можно найти с более высокой точностью, чем просто 5%. Если выбрана эта опция, то также будут использоваться значения E24, отсутствующие в выбранной серии.Это очевидно только для серии E> 24. Например: 270 Ом является частью E24, но не E96; отметка этой опции с серией E96 добавит 270 Ом (среди прочего) к списку возможных значений резистора E96.
4. Допуски отношения не вычисляются, 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, будут по-прежнему выделены (голубым), 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 топ-12 и включающих хотя бы одно из ваших пользовательских значений. Это может помочь оценить, насколько пары резисторов, использующие ваши пользовательские значения, сравниваются с лучшими парами.

Случайные мысли:

• В школе учеников обычно спрашивают: «Вычислите напряжение на выходе этой схемы, если R _L = 100 кОм и R _H = 150 кОм», но в реальной жизни проектировщик сталкивается с обратной проблемой: « При таком соотношении я хочу, какие резисторы я выберу? ».Это делает эту проблему — и, следовательно, этот инструмент — особенно интересным, потому что он решает реальный жизненный эквивалент тривиального вопроса, который каждый задавал 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 соотношение делителя не изменится. Это масштабирование позволит вам, например, изменить импеданс делителя в соответствии с вашими текущими потребностями.
• Я сделал эту небольшую программу для решения проблемы с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Это был 10-битный АЦП с выходом резистивного делителя (коэффициент 1/10). Максимальный вход для АЦП был 10В. 10 бит означают 1023 шага, поэтому младший бит результатов был близок (но не равен!) К 10 мВ (10 В / 1023 ~ 10 мВ). Чтобы он был равен 10 мВ, я хотел добавить коэффициент 1000/1023 в восходящий делитель. Поэтому вместо делителя 1/10 я теперь искал 1 / 10,23 = 0,097752. Что, как выясняется, можно получить практически точно, применив два простых резистора 3К9 и 36К.
• Numberphile time: вы можете достичь отношения пи / 10 с точностью до 6 десятичных знаков, используя резисторы на 284 и 620 Ом (E192 с дополнительными значениями E24). Точно так же 1 / пи можно оценить с помощью 4 значащих цифр, используя резисторы на 390 и 835 Ом. Следует отметить, что эти, казалось бы, очень точные результаты не будут видны в реальной жизни из-за допусков резисторов, которые приводят к допуску ~ 0,7% в соотношении делителя (E192, 0,5%). См. Примечание 2 выше. Тем не менее, это может быть способ получить значение числа Пи в аналоговом компьютере.Или поразите своих друзей видео на YouTube.

Особая благодарность:

• Uwe Schueler за обнаружение неправильного ограничения диапазона предложенных значений.
• Майклу Бендзику за обнаружение нескольких ошибок и множество интересных предложений.

Делитель напряжения, онлайн-калькулятор и формулы

Онлайн-калькулятор для расчета значений на ненагруженном делителе напряжения

Unbelasteter Spannungsteiler

На этой странице вы можете рассчитать напряжения и сопротивления делителя напряжения.Для его расчета необходимо знать два напряжения и одно сопротивление или два сопротивления и одно напряжение.

Для расчета введите три значения в одну из следующих комбинаций:

• 2 значения напряжения и 1 значение сопротивления
• 1 значение напряжения и 2 значения сопротивления

Делитель напряжения ненагруженный, онлайн калькулятор

Пример

Формулы делителя напряжения

Делитель напряжения представляет собой последовательную цепь резисторов, разделяющих электрическое напряжение.Отношение парциальных напряжений соответствует соотношению сопротивлений. Таким образом, для расчета парциального напряжения \ (\ displaystyle U_2 \) в \ (\ displaystyle R_2 \) можно вычислить:

\ (\ Displaystyle U_2 = \ гидроразрыва {U_ {ges}} {R_ {ges}} · R_2 \)

В качестве альтернативы, парциальное напряжение \ (\ displaystyle U_2 \) в \ (\ displaystyle R_2 \) может быть рассчитано с использованием текущего \ (\ displaystyle I \).Для этого сначала рассчитывается общее сопротивление следующим образом:

\ (\ Displaystyle R_ {ges} = R_1 + R_2 \)

Предполагая, что полное напряжение известно, ток \ (\ displaystyle I \) можно определить в соответствии с законом Ома:

\ (\ Displaystyle I = \ гидроразрыва {U_ {ges}} {R_ {ges}} \)

Парциальное напряжение в \ (\ displaystyle R_2 \) можно рассчитать:

\ (\ Displaystyle U_2 = R_2 · I \)

Эта страница полезна? да Нет Спасибо за ваш отзыв! Извините за это Как мы можем это улучшить? послать

---

Делитель потенциала — онлайн-калькулятор

Делитель потенциала — это простейший способ получения источника с более низким e.м.ф. от источника с более высокой э.д.с.

Выходное напряжение делителя потенциала можно рассчитать как

U _out = U _in R ₂ / (R ₁ + R ₂ ) (1)

где

U _out = выходное напряжение (В)

R = сопротивление (Ом, Ом)

U _in = входное напряжение (В)

Пример — делитель потенциала — Высокое энергопотребление

Выходное напряжение делителя потенциала с двумя резисторами R ₁ = 10 Ом и R ₂ = 20 Ом и входное напряжение 12 В можно рассчитать как

U _выход = (12 В) (20 Ом) / ((10 Ом) + (20 Ом))

= 8 (В)

Ток через делитель потенциала R ₁ и 901 рэнд 24 2 (напр.выходной ток) можно рассчитать по закону Ома

I = U / R

= (12 В) / ((10 Ом) + (20 Ом))

= 0,4 А

можно рассчитать потребляемую мощность делителя

P = UI

= (12 В) (0,4 A)

= 4,8 Вт

Пример — Делитель потенциала — меньшее энергопотребление

Выходное напряжение от делителя потенциала с двумя резисторами R ₁ = 1000 Ом и R ₂ = 2000 Ом и входное напряжение 12 В можно рассчитать как

U _out = (12 В) ( 2000 Ом) / ((1000 Ом) + (2000 Ом))

= 8 (В)

Ток через делитель потенциала R ₁ и R ₂ (пример.выходной ток) можно рассчитать по закону Ома

I = U / R

= (12 В) / ((1000 Ом) + (2000 Ом))

= 0,004 А

можно рассчитать потребляемую мощность делителя

P = UI

= (12 В) (0,004 A)

= 0,048 Вт

Потребляемую мощность в делителе потенциала можно уменьшить за счет увеличения сопротивления .

Делитель потенциала — Калькулятор

входное напряжение U _дюйм (вольт)

резистор R ₁ (ом)

резистор R ₂ (ом)

Номограмму ниже можно использовать для оценки потенциального делителя.

Загрузите и распечатайте Номограмму делителя потенциала!

Значения по умолчанию на приведенной ниже номограмме для U _в = 12 В , R ₂ = 47 Ом и U _{на выходе} = 3,3 В . Так как сумма сопротивлений (R ₁ + R ₂ ) по номограмме составляет примерно 170 Ом — сопротивление R ₁ можно рассчитать как

R ₁ ≈ ( 170 Ом — 47 Ом)

≈ 123 Ом.

Калькулятор делителя напряжения — Хорошие калькуляторы

Вы можете использовать этот калькулятор делителя напряжения для определения любой из четырех переменных, связанных с простым двухрезисторным делителем напряжения, когда доступны значения трех других переменных.

Четырьмя переменными, участвующими в двухрезисторном делителе напряжения, являются входное напряжение (V _в ), выходное напряжение (V _из ), сопротивление 1 (R1) и сопротивление 2 (R2).

Калькулятор также строит принципиальную схему и генерирует значения компонентов.

Как использовать калькулятор делителя напряжения:

1. Введите три известные переменные
2. Нажмите кнопку «Рассчитать»
3. Калькулятор отобразит оставшееся значение и принципиальную схему.

Дополнительная информация

Инженеры очень часто используют схему двухрезисторного делителя напряжения. Делитель напряжения, который также часто называют делителем потенциала, предлагает явное преимущество, заключающееся в том, что он может поляризовать другие элементы в цепи, включая интегральные схемы и транзисторы, с напряжением, отличным от напряжения основного источника напряжения.

Основная причина, по которой используется эта схема, состоит в том, чтобы уменьшить входное напряжение до более низкого значения в соответствии с соотношением двух резисторов.

Это достигается следующим образом:

1. Соотношение резисторов (R1 и R2) снижает входное напряжение до более низкого выходного напряжения.
2. Выходное напряжение представляет собой часть входного напряжения. Эта дробь принимает форму R2, деленного на сумму R1 + R2.
3. Основная формула, которая используется для определения выходного напряжения, основана на законе Ома и выглядит следующим образом:

В _{на выходе} = В _{на входе} * R2 / (R1 + R2)

Например, скажем, мы работаем со схемой, которая имеет вход 12 В.Однако одной из микросхем в схеме нужно 9 вольт, а другой — всего 3 вольта. Делитель напряжения может использоваться для распределения напряжения между различными микросхемами в соответствии с их требованиями.

Если один резистор имеет значение 2 кОм, а другой — 6 кОм, вход 12 В будет разделен на 3 В и 9 В.

Обратите внимание: Никогда не используйте делитель напряжения для высоких напряжений, потому что полный ток должен пройти через резисторы, и это может привести к повреждению.В этом случае лучшим вариантом будет стабилизатор напряжения.

Пример:

Допустим, мы хотели бы определить выходное напряжение, если сопротивление резистора R1 составляет 5 кОм, сопротивление резистора R2 равно 10 кОм, а входное напряжение равно 9 В.

Решение:

Выход _В = Выход _В * R2 / (R1 + R2) = (9 В) (10 кОм) / (5 кОм + 10 кОм) = 6 В

В выход = 6 В.

Формулы

В этом калькуляторе делителя напряжения используются следующие формулы:

V _out = V _in * R2 / (R1 + R2)

V _in = V _out * (R1 + R2) / R2

R1 = R2 * (V _вход — V _выход ) / V _выход

R2 = R1 * V _выход / (V _вход — V _выход )

Где, В _{на выходе} = выходное напряжение (вольт), В _{на входе} = входное напряжение (вольт), R1 и R2 = значения резистора (Ом).

Вас также может заинтересовать наш Калькулятор цветовой маркировки резистора или Калькулятор трансформатора

Калькулятор делителя напряжения онлайн с формулой

Калькулятор делителя напряжения:

Введите сопротивление резистора в омах и напряжение источника в вольтах, затем нажмите кнопку вычисления, чтобы получить напряжение на этом конкретном резисторе. Наш калькулятор делителя напряжения работает на основе модели с тремя резисторами, как указано в схеме. Здесь третье сопротивление необязательно.По крайней мере, вы должны ввести два значения резистора.

Калькулятор делителя напряжения для цепи с тремя сопротивлениями

Напряжение на этом конкретном сопротивлении равно напряжению источника, умноженному на это сопротивление, деленное на сумму всех сопротивлений.

Таким образом, вы можете рассчитать напряжение на трех резисторах одновременно, и формула будет

Формула делителя напряжения

Делитель потенциала — это электрическая цепь, используемая для пошагового уменьшения напряжения с помощью резистора.Ниже приведена формула для расчета напряжения на любой цепи сопротивления.

Возьмем простую схему, состоящую из трех сопротивлений,

Многократный резистор

R1 => Сопротивление 1-го резистора в Ом (Ом).

R2 => Сопротивление 2-го резистора в Ом (Ом).

Ri => Сопротивление резистора i ^th в Ом (Ом).

В _выход => Выходное напряжение на резисторе R2 в вольтах.

Vin => Напряжение источника в вольтах.

Vi => Напряжение на резисторе i ^th .

Для расчета напряжения на резисторе i ^th формула принимает следующий вид:

делитель напряжения для нескольких резисторов

Для расчета напряжения на нескольких резисторах просто используйте вышеупомянутую формулу.

Пример:

R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 10 Ом, входное напряжение = 24 В, Рассчитайте напряжение на резисторе R3.

Используйте нашу формулу,

В ₃ = 24 x 10 / (10 + 20 + 10)

В ₃ = 6 В

В ₃ = Напряжение на третьем сопротивлении равно 6 В

.

No related posts.