Главная » Справочник » Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Делитель напряжения — это простая схема, которая позволяет получить из высокого напряжения пониженное напряжение.

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента – это сама схема и формула расчета.

Схема делителя напряжения на резисторах

Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

схематическое обозначение делителя напряженияОбозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения (Uin) как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения (Uout) на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения.

Расчет делителя напряжения на резисторах

Расчет делителя напряжения предполагает, что нам известно, по крайней мере, три величины из приведенной выше схемы: входное напряжение и сопротивление обоих резисторов. Зная эти величины, мы можем рассчитать выходное напряжение.

Формула делителя напряжения

делитель напряжения расчет

Это не сложное упражнение, но очень важное для понимания того, как работает делитель напряжения. Расчет делителя основан на законе Ома.

Для того чтобы узнать какое напряжение будет на выходе делителя, выведем формулу исходя из закона Ома. Предположим, что мы знаем значения Uin, R1 и R2. Теперь на основании этих данных выведем формулу для Uout. Давайте начнем с обозначения токов I1 и I2, которые протекают через резисторы R1 и R2 соответственно:

сила тока в делителе Наша цель состоит в том, чтобы вычислить Uout, а это достаточно просто используя закон Ома:

закон ома

Хорошо. Мы знаем значение R2, но пока неизвестно сила тока I2. Но мы знаем кое-что о ней. Мы можем предположить, что I1 равно I2. При этом наша схема будет выглядеть следующим образом:

схема

Что мы знаем о Uin? Ну, Uin это напряжение на обоих резисторах R1 и R2. Эти резисторы соединены последовательно, при этом их сопротивления суммируются:

последовательное соединение резисторов

И, на какое-то время, мы можем упростить схему:

delitel-napryazheniya-na-rezistorax-raschet-onlajn-s3

Закон Ома для участка цепи в его наиболее простом виде: Uin = I *R. Помня, что R состоит из R1+R2, формула может быть записана в следующем виде:

формула 2

А так как I1 равно I2, то:

формула расчета делителя

Это уравнение показывает, что выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению и отношению сопротивлений R1 и R2.

Делитель напряжения — калькулятор онлайн

 Применение делителя напряжения на резисторах

В радиоэлектронике есть много способов применения делителя напряжения. Вот только некоторые примеры где вы можете обнаружить их.

Потенциометры

Потенциометр представляет собой переменный резистор, который может быть использован для создания регулируемого делителя напряжения.

потенциометры фото

Изнутри потенциометр представляет собой резистор и скользящий контакт, который делит резистор на две части и передвигается между этими двумя частями. С внешней стороны, как правило, у потенциометра имеется три вывода: два контакта подсоединены к выводам резистора, в то время как третий (центральный) подключен к скользящему контакту.

схема потенциометра

Если контакты резистора подключения к источнику напряжения (один к минусу, другой к плюсу), то центральный вывод потенциометра будет имитировать делитель напряжения.

Переведите движок потенциометра в верхнее положение и напряжение на выходе будет равно входному напряжению. Теперь переведите движок в крайнее нижнее положение и на выходе будет нулевое напряжение. Если же установить ручку потенциометра в среднее положение, то мы получим половину входного напряжения.

Резистивные датчики

Большинство датчиков применяемых в различных устройствах представляют собой резистивные устройства. Фоторезистор представляет собой переменный резистор, который изменяет свое сопротивление, пропорциональное количеству света, падающего на него. Так же есть и другие датчики, такие как датчики давления, ускорения и термисторы и др.

Так же резистивный делитель напряжения помогает измерить напряжение при помощи микроконтроллера (при наличии АЦП).

Пример работы делителя напряжения на фоторезисторе.

Допустим, сопротивление фоторезистора изменяется от 1 кОм (при освещении) и до 10 кОм (при полной темноте). Если мы дополним схему постоянным сопротивлением примерно 5,6 кОм, то мы можем получить широкий диапазон изменения выходного напряжения при изменении освещенности фоторезистора.

фоторезистор в делителе напряжения

таблица фоторезистора

Как мы видим, размах выходного напряжения при уровне освещения от яркого до темного получается в районе 2,45 вольт, что является отличным диапазоном для работы большинства АЦП.






44 комментария

  1. Короче,делитель напряжения — это следящая ( сравнивающая ) цепочка в системах автоматического регулирования. Её можно увидеть в регуляторах напряжеия генераторов.

    Ответить
  2. Отличная статья, жаль, что про рассеиваемую мощность не сказано ни слова.

    Ответить
    • Вот! Рассчитать сопротивление второго резистора зная первый, не составит труда. А вот как подобрать сопротивление (ведь 1кОм — 10кОМ, и 100кОм — 1мОм выдадут одно и тоже напряжение, но вот объяснили б в чем разница). И про мощность рассеиваемую тоже хотелось бы.

      Ответить
      • так по току и подбирай. И по нагрузке. Рассеиваемая мощность тоже по школьной формуле считается.
        Думалку тоже неплохо иногда включать.

  3. спасибо,понравилось.вопрос-схема где показаны способы присоединения делителей
    правый(внизу) измеряют снимаемое (Uout) c
    Uout и минуса входящего?

    Ответить
  4. Просто и понятно описано, чтобы понять даже ребенку.

    Ответить
  5. За калькуляторы отдельное спасибо — очень удобно!

    Ответить
  6. Увы. Врет калькулятор безбожно!
    Пытался рассчитать делитель с 6В на 2.5В.
    Жаль нельзя скриншот вставить.
    Результаты:
    По формуле 1: R1 = 4.8K, R2 = 22K, Vin = 6В, Vout = 4.4В. (Значения резисторов взяты из результатов формулы 3)
    По формуле2: Vin = 6В, Vout = 2.5В, R1+R2 = 26,4K. Результат: R1 = 666,667, R2 = 3,333K. В сумме ну никак не 26К, которые в исходных данных забиты.
    По формуле3: Vin=6B, Vout = 2,5B, R2=22K. Результат: R1 = 4,4K. (при расчете вручную 30800)
    Т.е. результаты ну совсем рядом не стояли. А по идее формулы должны сходные результаты давать.
    Кроме этого, в формуле 1. R1 указано 4.8К, при этом Vout = 4.4В. Если указать R1 4.84, то результат уже 1.245. Добавили 0.04К, а напряжение упало аж в 4 раза? А если добавить еще 0.004К, то на выходе уже 152 мВ. Т.е. в 10 раз меньше предыдущего.
    В общем не фонтан.

    Ответить
    • Читайте примечание внизу калькулятора…

      Ответить
    • для корректной работы калькулятора, в качестве разделительного знака в водимых значениях надо ставить точку, а не запятую. пример: 1,5 — неверно; 1.5 — верно.

      Ответить
    • В первом калькуляторе значения R1 и R2 перепутаны

      Ответить
  7. вполне приличный калькулятор.спасибо.

    Ответить
  8. Спасибо за отличный и удобный калькулятор!

    Ответить
  9. Рассчитать резистор R2 для выходного напряжения (Uout) и резистора R1-добавить для удобства расчетов

    Ответить
  10. смысла формулы не пойму , почему в делителе нужно умножать именно на R2, Ток течет от плюса к минусу чисто условно, он с таким же успехом идет и наоборот, Впечатление , что формула хоть и верная но притянута за уши .

    Ответить
    • При умножении на R1 ты вычислишь разницу напряжений Uin-Uout

      Ответить
  11. А как будет влиять на систему нагрузка? Она снизит сопротивление цепи.

    Ответить
  12. Без учета нарузки это сферический конь в вакууме.

    Ответить
  13. Сама идея создать калькуляторы хорошая.
    Только вот изначально необходимо вводить условие нагрузки. Без этого такие калькуляторы совершенно бессмысленные, и годятся разве что для демонстрации закона Ома.
    И хорошо бы сделать калькулятор на несколько коэффициентов деления, например 1:1 — 1:10 — 1:100 — 1:1000, и конечно же с условием входного сопротивления нагрузки.
    И в этом же калькуляторе должны быть строки для отображения мощности рассеяния резисторов делителя.
    И при этом необходимо ещё учитывать температуру резисторов. Собственно, все проекты начинаются с задания диапазона рабочих температур. А иначе при работе все эти резисторы перекосит по сопротивлению напрочь.
    Вобщем, в таком виде это не калькуляторы, а бессмысленные игрушки.

    Ответить
    • Блин, ребята! Такие делители применяются исключительно для задания какого-нибудь опорного напряжения для компаратора или для задания точки смещения транзистора. В таких условиях просто принимается что сопротивление нагрузки (т.е. входа этого самого компаратора) на порядки больше, и, соответственно сопротивление такой нагрузки почти не влияет на конечный результат. Да и отклонение резисторов а также температурный дрейф будут вносить бОльшие искажения, нежели сопротивление входа компаратора. А если требуется более точное напряжение, то ставят точные стабилитроны или вобще специализированную микросхему — ИОН (источник опорного напряжения). Но никто через такие делители не запитывает именно полноценную нагрузку. Частный случай такого делителя, это если вместо нижнего резистора ставится стабилитрон. Тогда расчёт по мощности упирается в допустимую мощность стабилитрона, а мощность нагрузки должа быть в разы меньше, т.е. таким образом можно разве что подать питание на одну-две микросхемы маломощные.

      Ответить
    • Это все ерунда по сравнении Током нагрузки Задаться надо током нагрузки и напряжением,игра резисторами изменяет ток необходимого для потребителя(нагрузки).Учитывайте при расчетах.Калькулятор в этом отличный помощник,учитывая долгих вычислений

      Ответить
  14. отличная подборка, присоединюсь к уже озвученному, жаль нет расчёта по мощности )))

    Ответить
    • да кстати сколько ват рассеит резистор как посчитать?

      Ответить
  15. Тупит ваш калькулятор, у меня практическая схема R1=260 Ом 10W, R2=120 Ом 5W, при входном 56В на выходе 18В. Мигалка для электропогрузчика с бортовым 56В. Ваш калькулятор перекрывает выходные значения сообщением о мощности и величине сопротивления.

    Ответить
    • Прям сразу и тупит?
      То что действительно выскакивает сообщение с предупреждением и перекрывает область вывода результата вычисления я подтверждаю — косяк неотлаженный.
      Да и само это предупреждение, на мой взгляд, излишнее — рассеиваемая мощность — этот вопрос решается подбором суммы сопротивлений резисторов R1 и R2 исходя из цели делителя.

      Ответить
      • Спасибо за замечание. Предупреждение отключил..

      • Вам спасибо за отличную статью!
        Просмотрел все комментарии и больше не нашел обоснованных претензий и считаю что с ликбезом Вы отлично справились, еще раз спасибо!
        Калькуляторы в данной статье я рассматриваю как бонусы от автора, самое ценное в статье — это разжеванная методика расчета делителя напряжения.

  16. Хороший калькулятор, спасибо автору. Но для полного удобства не хватает расчёта R2 при известном R1 и напряжениях. Как раз столкнулся с такой задачей, пришлось решать методом перебора с последовательным приближением. Все равно это будет переменный резистор, главное понять какой туда повесить чтобы покрыть весь диапазон выходных напряжений, не рискуя разорвать ОС при «шуршании» бегунка резистора (регулируемый БП). 🙂

    Ответить
  17. Нужно еще один калькулятор — чтобы по Uin, Uout и I выдавал нужные сопротивления (когда нужно, чтобы ток был определенной величины — не больше заданной, но и не на порядки меньше: например, ток 10мА при 10В->3В, если брать килоомные сопротивления, меня не устраивает)

    Ответить
    • Найдем сумму сопротивлений:
      10В / 10ма = 1000 Ом.
      Подставляем известные и найденное значения во второй калькулятор и в-у-аля!
      Нет предела совершенства любой программы — это известный факт.
      И самому иногда мозгом пошевелить полезно! 🙂

      Ответить
  18. Согласен с IBM5170. Не хватает расчёта R2 при известном R1 и напряжениях. Но, если вместо Vout вставить Vin-Vout, а вместо R2 известное R1, то получаем значение R2.

    Ответить
  19. благодарю — то что надо

    Ответить
  20. посчитать рассеиваемую мощность резисторов делителя можно, зная ток через делитель, падение напряжения на каждом резисторе. умножаете ток на напряжение получаете мощность на каждом резисторе. Только соблюдайте одну размерность. Второй закон Кирхгофа

    Ответить
  21. Столько грамотеев собралось посмеяться над своей бестолковостью. Зачем вам формулы, вы же далеки от электротехники и вообще от техники. А все туда же — поиск соринки в чужом глазу. Свои глаза сначала просуши от безграмотности

    Ответить
  22. Отличный калькулятор, огромное спасибо автору, не надо париться и рассчитывать по формулам

    Ответить
  23. разница в протекающем токе,а значит можно посчитать и мощность

    Ответить
  24. Здравствуйте. А не подскажете, можно ли заменить делителем маломощный трансформатор. Он понижает с 220в до 150в. Во вторичной цепи ток маленький, 3.3 мА

    Ответить
  25. Это все хорошо а как считать если у мен звук подается а там децибелы а не вольты

    Ответить
  26. Спасибо идеальный калькулятор!!

    Ответить
  27. Если сопротивления R1 и R2 равны, получим ли удвоение напряжения на входе при подаче напряжения на выход?
    Иначе: работает ли схема в обратном направлении как повышающий трансформатор? Если не работает, то почему? И какое падение напряжения будет на каждом резисторе?

    Ответить
    • Школьная физика прогуляна напрочь, я смотрю…

      Ответить
      • Вы не знаете ответа, я смотрю…
        Разве все знающий человек задает вам вопросы?

Добавить комментарий