Схема дільника напруги

Схема дільника напруги або потенціалу є загальновживаною схемою в електроніці, де вхідна напруга повинна бути перетворена в іншу напругу, нижчу від вихідної. Це дуже корисно для всіх аналогових схем, де потрібні змінні напруги, отже, важливо зрозуміти, як працює ця схема і як розрахувати значення резисторів, необхідних для створення схеми дільника напруги для виведення необхідної напруги.

Необхідний матеріал

• Резистор (1k - 1 номер, 10k - 1 номер)
• Акумулятор - 9 В
• Багатометрові
• Підключення проводів
• Макет

Кругова діаграма

Схема дільника напруги - це дуже проста схема, побудована лише двома резисторами (R1 і R2), як показано вище на електричних схемах. Необхідну вихідну напругу (V _OUT) можна отримати на резисторі R2. Використовуючи ці два резистори, ми можемо перетворити вхідну напругу в будь-яку необхідну вихідну напругу.

ПРИМІТКА: Вихідна напруга (V _OUT) завжди менше вхідної напруги (V _IN)

Формула дільника напруги

Припустимо, що якщо струм (I) у вихідному проводі дорівнює нулю, тоді залежність між вхідною напругою (V _IN) та вихідною напругою (V _out) визначається як:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Рівняння дільника напруги)

Де,

V _OUT = вихідна напруга

V _IN = вхідна напруга

R ₁ = верхній резистор

R ₂ = нижній резистор

Доказ формули потенційного дільника

Згідно із законом Ома, напруга через ідеальний провідник дорівнює струму, що протікає через нього.

Напруга = Струм * Опір

V = ІЧ

Тепер, згідно з принциповою схемою

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… рівняння (1) V _OUT = I * R ₂… рівняння (2)

Поклавши значення " I " з рівняння (1) у рівняння (2), ми маємо

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Що потрібно пам’ятати

• Якщо значення R1 дорівнює R2, тоді значення вихідної напруги дорівнює половині вхідного значення.
• Якщо значення R1 набагато менше, ніж R2, тоді значення вихідної напруги буде приблизно дорівнює вхідній напрузі.
• Якщо значення R1 набагато більше, ніж R2, тоді значення вихідної напруги буде приблизно рівним нулю.

Робота схеми дільника напруги

Відповідно до прикладної схеми дільника напруги, яку ми використовували тут, ми взяли 9В як вхідну напругу та значення опору R ₁ та R ₂ дорівнює 1k та 10k відповідно. Практично ми отримуємо 8,16 В як вихідну напругу, як показано на малюнку вище.

Спробуємо теоретично, V _IN = 9 В, R1 = 1 кіло Ом і R2 = 10 кіло Ом . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8.1818V

Існує дуже незначна різниця між практичним і теоретичним значенням, оскільки акумулятор не забезпечує точні 9 В.

Іншим важливим фактором, який слід враховувати при виборі значень резистора, є його потужність (P). Як тільки ви знаєте значення I (залежно від навантаження), V _IN, R ₁ і R ₂, додайте R ₁ і R ₂ разом, щоб отримати R _TOTAL, і використовуйте калькулятор закону Ома, щоб дізнатись потужність (Вт), необхідну для резистори. Або просто скористайтеся формулами P = VI, щоб визначити номінальну потужність вашого резистора. Якщо не вибрано належний показник потужності, резистор перегріється і може також згоріти.

Калькулятор дільника напруги

Ви можете безпосередньо використовувати калькулятор дільника напруги нижче, щоб обчислити будь-яке значення, зазначене у формулах дільника напруги.

Застосування схеми дільника напруги

Схеми дільників напруги або потенціалу часто використовуються в різних проектах та додатках. Нижче наведено кілька прикладів схем, де використовується концепція потенційного дільника:

• Цифровий вольтметр Arduino
• Вимірювання інтенсивності світла
• Підручник з ADC Raspberry Pi
• Arduino Ohm Meter
• Детектор темряви
• Аварійна лампа Raspberry Pi