Spenningsdelerkalkulator

Hva er en spenningsdeler?

En spenningsdeler er en enkel krets med to motstander i serie som produserer en utgangsspenning som er en brøkdel av inngangsspenningen. Utgangsligningen er Vut = Vinn * R2 / (R1 + R2). Spenningsdelere brukes til å redusere spenningsnivåer, lage referansespenninger og å danne bias-nettverk i forsterkerkretser.

Denne kalkulatoren bestemmer motstandsverdier for et ønsket spenningsforhold eller beregner utgangsspenningen fra kjente motstandsverdier. Den viser også belastningsstrømmen, effektdissipasjonen i hver motstand og effekten av en belastningsmotstand på utgangsspenningen.

Spenningsdelingsformelen

Vut = Vinn * R2 / (R1 + R2). Utgangen er alltid lavere enn inngangen. For å få nøyaktig halvparten av inngangsspenningen, bruk like motstander (R1 = R2). For en tredjedel av inngangen, bruk R2 = R1/2 (for eksempel R1 = 10K og R2 = 5K). De faktiske motstandsverdiene spiller ingen rolle — bare forholdet bestemmer utgangsspenningen.

Slik bruker du denne kalkulatoren

Skriv inn inngangsspenning og ønsket utgangsspenning for å beregne motstandsforhold. Eller skriv inn begge motstandsverdier for å beregne utgangsspenningen. Kalkulatoren foreslår standard motstandsverdier fra E-serien som gir et resultat nærmest ønsket utgang.

Belastningseffekter

En spenningsdeler fungerer kun korrekt når belastningen koblet til utgangen trekker ubetydelig strøm sammenlignet med strømmen som flyter gjennom selve deleren. Hvis belastningsmotstanden er for lav, parallellkobles den effektivt med R2, noe som reduserer utgangsspenningen. Som en tommelfingerregel bør belastningsmotstanden være minst 10 ganger større enn R2 for mindre enn 10 % feil.

Regneeksempel

To motstander, R1 = 10 kΩ øverst og R2 = 20 kΩ til jord, deler en 9 V inngang. Utgangen over R2 er Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) = 9 × 20 000 / 30 000 = 6 V. Å bytte om motstandene ville gitt 3 V. Forholdet, ikke de absolutte verdiene, setter utgangen — men de absolutte verdiene setter strømmen som trekkes.

Vanlige feil

Den klassiske feilen er å belaste en deler med en krets hvis motstand er sammenlignbar med R2; lasten trekker strøm og drar utgangen under den beregnede verdien. En deler er bare nøyaktig når lastmotstanden er mye større enn R2. En annen er å bruke svært store motstander for å spare strøm, som gjør utgangen støyete og følsom for streukapasitans.

Ofte stilte spørsmål

Kan jeg bruke en spenningsdeler i stedet for en spenningsregulator?

Kun for veldig lette, konstante belastninger (som ADC-referansespenning). Spenningsdelere har dårlig lastregulering — utgangsspenningen endres med belastningsstrømmen. De har også dårlig effektivitet fordi strøm alltid flyter gjennom R1 og R2 selv uten belastning. For de fleste applikasjoner er en riktig spenningsregulator (lineær eller svitsj) det riktige valget.

Hvilke motstandsverdier bør jeg velge?

Velg verdier som gir ønsket spenningsforhold med akseptabelt strømforbruk. For laveffektsapplikasjoner, bruk høye verdier (10k-100k ohm) for å minimere strømforbruk. For støytolerans, bruk lavere verdier (1k-10k ohm). Unngå svært høye verdier (over 1M ohm) da disse er følsomme for lekkasjestrømmer og kapasitiv kobling.

Kan en spenningsdeler forsyne en last direkte?

Bare en svært lett en. En deler egner seg til å sette en referansespenning inn på en høyimpedans-inngang som en ADC eller opamp, men den sløser effekt og synker under last, så den kan ikke være en strømforsyning. For reelle laster bruker du en spenningsregulator, som holder utgangen stabil når strømmen endres.