Spannungsteiler-Rechner
Berechnen Sie die Ausgangsspannung einer Spannungsteilerschaltung mit zwei Widerständen.
Was ist ein Spannungsteiler-Rechner?
Ein Spannungsteiler-Rechner berechnet die Ausgangsspannung einer Widerstandsschaltung aus zwei in Reihe geschalteten Widerstaenden. Der Spannungsteiler ist eine der grundlegendsten Schaltungen der Elektronik.
Spannungsteiler reduzieren eine Spannung auf einen gewuenschten Wert: z.B. 5V auf 3,3V fuer einen Mikrocontroller. Sie werden auch als Referenzspannungsquelle und fuer Sensormessungen (Temperaturfuehler, Fotowiderstande) verwendet.
Formel
Vout = Vin * R2 / (R1 + R2). Beispiel: Vin = 12V, R1 = 10 kOhm, R2 = 10 kOhm: Vout = 12 * 10k / (10k + 10k) = 6V. Fuer 5V zu 3,3V: R1 = 1 kOhm, R2 = 2 kOhm (Vout = 5 * 2k / 3k = 3,33V).
So verwenden Sie dieses Tool
Geben Sie Eingangsspannung und zwei Widerstandswerte ein, oder Eingangsspannung und gewuenschte Ausgangsspannung fuer Widerstandsvorschlaege. Das Tool berechnet Vout und zeigt das Schaltbild.
Belastungseffekte
Ein Spannungsteiler funktioniert nur korrekt bei hochohmiger Last. Eine niederohmige Last parallel zu R2 veraendert die Ausgangsspannung. Faustregel: Lastwiderstand mindestens 10x groesser als R2. Fuer niederohmige Lasten: Operationsverstaerker als Puffer verwenden.
Rechenbeispiel
Zwei Widerstände, R1 = 10 kΩ oben und R2 = 20 kΩ nach Masse, teilen eine 9-V-Eingangsspannung. Der Ausgang über R2 ist Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) = 9 × 20.000 / 30.000 = 6 V. Vertauscht man die Widerstände, ergäbe das 3 V. Das Verhältnis, nicht die absoluten Werte, bestimmt den Ausgang — die absoluten Werte legen jedoch den entnommenen Strom fest.
Häufige Fehler
Der klassische Fehler ist, einen Teiler mit einer Schaltung zu belasten, deren Widerstand mit R2 vergleichbar ist; die Last zieht Strom und drückt den Ausgang unter den berechneten Wert. Ein Teiler ist nur genau, wenn der Lastwiderstand deutlich größer als R2 ist. Ein weiterer ist, sehr große Widerstände zur Energieeinsparung zu nutzen, was den Ausgang verrauscht und empfindlich für Streukapazitäten macht.
Haeufig gestellte Fragen
Welche Widerstandswerte soll ich waehlen?
Nur das Verhaeltnis R1/R2 bestimmt die Ausgangsspannung. Hohe Werte (100 kOhm) sparen Strom, sind aber stoeranfaelliger. Niedrige Werte (1 kOhm) sind stabiler, verbrauchen aber mehr Strom. Typisch: 1-100 kOhm.
Kann ich mit einem Spannungsteiler eine LED betreiben?
Nein, ein Spannungsteiler ist keine Konstantstromquelle. LEDs brauchen einen Vorwiderstand (Rv = (Vin - Vled) / Iled) oder einen Konstantstromtreiber. Ein Spannungsteiler mit Last veraendert die Ausgangsspannung und kann die LED beschaedigen.
Kann ein Spannungsteiler eine Last direkt versorgen?
Nur eine sehr geringe. Ein Teiler eignet sich, um eine Referenzspannung an einen hochohmigen Eingang wie einen ADC oder Operationsverstärker zu geben, doch er verschwendet Leistung und bricht unter Last ein, kann also nicht als Netzteil dienen. Für echte Lasten nimm einen Spannungsregler, der den Ausgang bei wechselndem Strom stabil hält.