Схема делителя напряжения

Напряжения или делитель напряжения цепи обычно используется цепь в электронике, где входное напряжение должно быть преобразовано в другое напряжение ниже, чем тогда оригинала. Это очень полезно для всех аналоговых схем, где требуются переменные напряжения, поэтому важно понимать, как эта схема работает и как рассчитать номиналы резисторов, необходимых для создания схемы делителя напряжения для вывода желаемого напряжения.

Необходимый материал

• Резистор (1 кОм - 1 шт., 10 кОм - 1 шт.)
• Батарея - 9В
• Мультиметр
• Подключение проводов
• Макетная плата

Принципиальная электрическая схема

Цепь делителя напряжения очень простая схема построена только из двух резисторов (R1 и R2), как показано выше на схемах схемы. Требуемое выходное напряжение (V _OUT) можно получить на резисторе R2. Используя эти два резистора, мы можем преобразовать входное напряжение в любое необходимое выходное напряжение.

ПРИМЕЧАНИЕ: выходное напряжение (V _OUT) всегда меньше входного напряжения (V _IN).

Формула делителя напряжения

Предположим, что если ток (I) в выходном проводе равен нулю, то соотношение между входным напряжением (V _IN) и выходным напряжением (V _out) определяется как:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Уравнение делителя напряжения)

Где,

V _OUT = выходное напряжение

V _IN = входное напряжение

R ₁ = верхний резистор

R ₂ = нижний резистор

Доказательство формулы потенциального делителя

Согласно закону Ома, напряжение в идеальном проводнике равно току, протекающему по нему.

Напряжение = ток * сопротивление

V = ИК

Теперь по принципиальной схеме

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… уравнение (1) V _OUT = I * R ₂ … уравнение (2)

Подставив значение I из уравнения (1) в уравнение (2), мы имеем

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Что нужно иметь в виду

• Если значение R1 равно R2, то значение выходного напряжения составляет половину входного значения.
• Если значение R1 намного меньше, чем R2, то значение выходного напряжения будет примерно равно входному напряжению.
• Если значение R1 намного больше, чем R2, то значение выходного напряжения будет примерно равно нулю.

Работа схемы делителя напряжения

В соответствии с примером схемы делителя напряжения, который мы использовали здесь, мы взяли 9 В в качестве входного напряжения, а значение сопротивления R ₁ и R ₂ составляет 1 кОм и 10 кОм соответственно. Практически мы получаем выходное напряжение 8,16 В, как показано на изображении выше.

Попробуем теоретически, V _IN = 9 В, R1 = 1 кОм и R2 = 10 кОм . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8,1818 В

Существует очень небольшая разница между практическим и теоретическим значением, потому что батарея не обеспечивает точное 9В.

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), V _IN, R ₁ и R ₂, сложите R ₁ и R ₂ вместе, чтобы получить R _TOTAL, и используйте калькулятор закона Ома, чтобы узнать номинальную мощность (ватт), необходимую для резисторы. 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.

Калькулятор делителя напряжения

Вы можете напрямую использовать калькулятор делителя напряжения ниже, чтобы вычислить любое из значений, указанных в формулах делителя напряжения.

Применение схемы делителя напряжения

Цепи делителя напряжения или потенциала часто используются в различных проектах и ​​приложениях. Ниже приведены некоторые примеры схем, в которых используется концепция делителя потенциала:

• Цифровой вольтметр Arduino
• Измерение интенсивности света
• Учебник Raspberry Pi ADC
• Ардуино Ом метр
• Детектор темноты
• Аварийная лампа Raspberry Pi