Калькулятор дільника напруги

Обчислити V_out Обчислити R2

Вхідна напруга (V_in):

Опір резистора R1: Ом кОм МОм

Опір резистора R2: Ом кОм МОм

Вихідна напруга (V_out):

Обчислити

Параметр	Значення
Вхідна напруга (Vin)
Опір резистора R1
Опір резистора R2
Вихідна напруга (Vout)
Коефіцієнт дільника (k)

V_in = 0 В

V_out = 0 В

R1 = 0 Ω

R2 = 0 Ω

k = 0

1. Що таке дільник напруги

Дільник напруги — це електрична схема, яка дозволяє знизити вхідну напругу до бажаного рівня. Він складається з двох або більше резисторів, з'єднаних послідовно, і використовується для отримання вихідної напруги, пропорційної вхідній.

Дільники напруги є фундаментальними компонентами в електроніці та електротехніці, оскільки вони дозволяють регулювати напругу для різних частин схеми.

2. Принцип роботи дільника напруги

Принцип роботи базується на законі Ома та законах Кірхгофа щодо розподілу напруги в послідовному ланцюзі. Напруга на кожному резисторі пропорційна його опору. Формула для розрахунку вихідної напруги виглядає так:

V_out = V_in × (R2 / (R1 + R2))

• V_out — вихідна напруга (В).
• V_in — вхідна напруга (В).
• R1 — опір першого резистора (Ом).
• R2 — опір другого резистора (Ом).

Таким чином, зміна співвідношення опорів R1 та R2 дозволяє отримати необхідне вихідне напруження.

3. Застосування дільника напруги

Дільники напруги широко використовуються в електроніці для:

• Зниження напруги для живлення компонентів з меншим робочим напруженням.
• Зняття проб напруги для вимірювальних приладів.
• Налаштування рівнів сигналів у схемах.
• Створення референсних напруг в аналогових та цифрових схемах.

Вони є невід'ємною частиною багатьох електронних пристроїв, від простих сенсорів до складних мікропроцесорних систем.

4. Кроки розрахунку дільника напруги

1. 1 Визначте вхідну напругу V_in та бажану вихідну напругу V_out.
2. 2 Виберіть значення резистора R1, враховуючи допустимий струм у ланцюзі.

   Вибір R1 може базуватися на бажаному струмі через дільник. Зазвичай обирають струм в 10 разів більший, ніж струм навантаження, щоб мінімізувати вплив навантаження на вихідну напругу.

3. 3 Розрахуйте резистор R2 за формулою:

   R2 = R1 × (V_out / (V_in - V_out))

   Це дозволить отримати необхідне співвідношення опорів для досягнення бажаної вихідної напруги.

4. 4 Виберіть найближче стандартне значення резистора для R2.

   Після розрахунку R2 оберіть найближче стандартне значення з ряду E12 або E24. Це спростить придбання та використання резисторів.

5. 5 Перевірте розсіювання потужності на резисторах.

   Розрахуйте потужність на кожному резисторі за формулою P = I² × R та переконайтеся, що вона не перевищує номінальну потужність резистора.

5. Приклад розрахунку

Припустимо, необхідно отримати вихідну напругу 5 В з вхідної напруги 12 В, використовуючи резистор R1 = 1 кОм.

Розраховуємо R2:

R2 = 1 кОм × (5 В / (12 В - 5 В)) ≈ 714 Ом

Вибираємо найближче стандартне значення резистора: R2 = 720 Ом.

Перевіряємо вихідну напругу з обраним значенням R2:

V_out = 12 В × (720 Ω / (1000 Ω + 720 Ω)) ≈ 5,02 В

Це близько до бажаних 5 В, що є прийнятним для більшості застосувань.

6. Врахування навантаження

Важливо пам'ятати, що дільник напруги ефективний лише при підключенні високого вхідного опору на виході (мінімальне навантаження). Якщо навантаження значне, це вплине на вихідну напругу. У таких випадках рекомендується використовувати буферні підсилювачі або джерела живлення з стабілізацією напруги.

Наприклад, якщо підключити навантаження з опором, порівняним з R2, реальна вихідна напруга зменшиться через поділ струму.

7. Цікаві факти

• Перші електричні вимірювання: Дільники напруги були використані у перших вимірювальних приладах для точного визначення напруги та струму.
• Універсальність: Дільники напруги можуть бути реалізовані не лише з резисторів, але й з конденсаторів та індуктивностей, створюючи дільники частоти та фази.

8. Поради та рекомендації

При використанні дільників напруги:

• Враховуйте опір навантаження, щоб уникнути небажаного падіння напруги.
• Використовуйте резистори з відповідною потужністю, щоб запобігти перегріву та пошкодженню компонентів.
• Перевіряйте допуски резисторів, оскільки відхилення в номіналах можуть вплинути на точність вихідної напруги.

9. Трохи гумору

Чули жарт про дільник напруги? Він настільки "круто" розділяє напругу, що навіть стрес у схемі зменшується!

Електроніки кажуть: якщо ви можете зібрати дільник напруги, то ви вже на половині шляху до створення суперкомп'ютера!