Калькулятор делителя напряжения на резисторах

Что такое делитель напряжения?

Делитель напряжения — это простая электронная схема, состоящая из двух или более резисторов, подключенных последовательно. Его главная задача — снизить напряжение до нужного уровня. Представляет собой классическую электротехническую систему, демонстрирующую прямое применение закона Ома и принципа суперпозиции,

Делители используются для задания напряжений в схемах операционных усилителей, компараторов и аналоговых датчиков. Для согласования уровней сигналов в микросхемах, например, для понижения напряжения с 5В до 3.3В при подключении Arduino к Raspberry Pi. В вольтметрах и осциллографах входное напряжение может быть слишком большим, делитель «ослабляет» его до безопасного уровня, сохраняя пропорцию.

Как рассчитать делитель напряжения?

Идеальный делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов R₁ и R₂. В этом случае, напряжение распределяется пропорционально сопротивлениям резисторов, а выходное напряжение U₂ снимается с промежуточной точки между ними.

Формула расчета:

U₂ = U₁ × [R₂ / (R₁ + R₂)]

При этом:

• Если R₂ = 0, то U₂ = 0;
• Если R₂ → ∞, то U₂ → U₁;
• Максимальная мощность в нагрузке достигается при R₁ = R₂.

Делитель напряжения с нагрузкой

При подключении нагрузки R_L параллельно резистору R₂, эквивалентное сопротивление нижнего плеча изменяется. Т.е. если к выходу делителя подключить нагрузку (например, микроконтроллер), ток потечет через нее, и выходное напряжение упадет.

Для расчета используется формула эквивалентного сопротивления:

R_2(эф) = (R₂ × R_L) / (R₂ + R_L)

В конечном виде формула для делителя выглядит так:

U₂ = U₁ × [R_2(эф) / (R₁ + R_2(эф))]