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