Kalkulator dzielnika napięcia

Czym jest dzielnik napięcia?

Dzielnik napięcia to prosty układ z dwoma rezystorami szeregowymi, który wytwarza napięcie wyjściowe będące ułamkiem napięcia wejściowego. Wzór to Uwy = Uwe × R2 / (R1 + R2), gdzie R1 to górny rezystor (podłączony do wejścia), a R2 to dolny rezystor (podłączony do masy). Wyjście pobiera się z węzła między dwoma rezystorami.

Dzielniki napięcia są jednymi z najbardziej fundamentalnych układów w elektronice. Są używane do skalowania napięć do pomiaru (odczyt baterii 12 V za pomocą przetwornika ADC mikrokontrolera 3,3 V), ustawiania punktów pracy w układach wzmacniaczy, tworzenia napięć referencyjnych i zapewniania przesunięcia poziomów między różnymi domenami napięciowymi.

Wzór na dzielnik napięcia

Uwy = Uwe × R2 / (R1 + R2). Wyjście jest zawsze mniejsze od wejścia. Aby uzyskać dokładnie połowę napięcia wejściowego, użyj równych rezystorów (R1 = R2). Dla jednej trzeciej wejścia użyj R2 = R1/2 (np. R1 = 10 kΩ i R2 = 5 kΩ). Rzeczywiste wartości rezystorów nie mają znaczenia — tylko stosunek wyznacza napięcie wyjściowe.

Jak korzystać z tego narzędzia

Podaj napięcie wejściowe oraz albo żądane napięcie wyjściowe (aby znaleźć wartości rezystorów), albo wartości dwóch rezystorów (aby znaleźć napięcie wyjściowe). Kalkulator pokazuje napięcie wyjściowe, współczynnik podziału i prąd pobierany ze źródła. Sugeruje standardowe wartości rezystorów blisko spełniające wymagania.

Efekty obciążenia

Dzielnik napięcia działa poprawnie tylko wtedy, gdy podłączone do wyjścia obciążenie pobiera pomijalny prąd w porównaniu z prądem płynącym przez sam dzielnik. Jeśli rezystancja obciążenia jest zbyt mała, efektywnie łączy się równolegle z R2, zmniejszając napięcie wyjściowe. Jako zasada kciuka, rezystancja obciążenia powinna być co najmniej 10 razy większa niż R2, aby błąd był mniejszy niż 10%.

Często zadawane pytania

Czy mogę używać dzielnika napięcia jako zasilacza?

Nie. Dzielnik napięcia nie jest regulowanym zasilaczem. Napięcie wyjściowe zmienia się wraz z prądem obciążenia, a dzielnik stale marnuje moc przez oba rezystory. Do zasilania układów należy używać regulatorów napięcia (np. 7805 lub LM317) lub przetwornic DC-DC. Dzielniki napięcia nadają się tylko do zastosowań na poziomie sygnałów, gdzie pobór prądu jest minimalny.

Jakich wartości powinienem użyć dla R1 i R2?

Tylko stosunek ma znaczenie dla napięcia, ale wartości bezwzględne wpływają na pobór prądu i szumy. Wyższe wartości rezystancji (zakres 100 kΩ) marnują mniej mocy, ale są bardziej podatne na szumy. Niższe wartości (zakres 1 kΩ) są bardziej odporne na szumy, ale pobierają więcej prądu. Dobry punkt startowy to 10 kΩ–100 kΩ dla większości zastosowań na poziomie sygnałów.