Калькулятор резистивного делителя напряжения

Два резистора и необязательная резистивная нагрузка. Виджет разделяет ток верхнего плеча, нижнего плеча и нагрузки, а подбор стандартной пары показывает фактическую ошибку.

Сначала определите, откуда снимается выход

R1 соединяет положительный вход с выходным узлом. R2 идёт от этого узла к общему проводу. Напряжение Uвых измеряется на R2. Необязательная нагрузка Rн включается параллельно R2: при подключении она изменяет коэффициент деления.

Модель относится к постоянному режиму с идеальным источником, линейными резисторами и резистивной нагрузкой. Она не рассчитывает частотные свойства, импульсный режим, входную ёмкость АЦП или токовый потребитель с нелинейной характеристикой. Делитель не превращается в стабилизатор питания.

Как рассчитать напряжение или подобрать плечо

1. В прямом режиме задайте Uвх, R1 и R2. У каждого сопротивления собственная единица: Ом, кОм или МОм.
2. Если известна нагрузка, включите её и введите сопротивление. Пустое поле при включённой нагрузке считается ошибкой; при выключенной нагрузке цепь разомкнута.
3. Для обратного расчёта задайте цель строго между нулём и Uвх и одно известное плечо.
4. Для стандартных деталей выберите E24, желаемый входной ток и его допустимый коридор. Фактический ток и ошибку напряжения проверьте в таблице.

Нагруженный делитель: три тока вместо одного

Rэкв=(1/R2+1/Rн)⁻¹; Uвых=Uвх·Rэкв/(R1+Rэкв).

Без нагрузки Rэкв=R2. Ток верхнего плеча I1=(Uвх−Uвых)/R1, нижнего I2=Uвых/R2, нагрузки Iн=Uвых/Rн. Выполняется баланс I1=I2+Iн. Мощности: P1=(Uвх−Uвых)I1, P2=Uвых·I2, Pн=Uвых·Iн.

Для известного R2 верхнее плечо равно R1=Rэкв(Uвх/Uцель−1). Для известного R1 сначала найдите Rэкв=Uцель·R1/(Uвх−Uцель), затем R2=1/(1/Rэкв−1/Rн). Если знаменатель неположительный, конечное положительное сопротивление R2 не решает задачу.

Два контрольных расчёта

Что означает подбор E24

Проверяются все пары номиналов ряда E24 от 1 Ом до 10 МОм. Сначала отбрасываются пары вне выбранного коридора входного тока; остальные ранжируются по абсолютной ошибке напряжения, затем по близости тока к желаемому. Выводятся три лучшие пары. Это ограниченный поиск по указанным условиям, а не универсальный выбор компонента.

Таблицу можно прокрутить вправо.

Ряд номиналов и допуск — разные свойства. В форме допуск задаётся отдельно; минимальный выход получается при увеличенном R1 и уменьшенном R2, максимальный — наоборот. Нагрузка считается точной, входное напряжение неизменным. Этот интервал не охватывает температурный дрейф и ошибки других элементов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как понять, какой резистор вводить как R1, а какой как R2?

Проследите соединения: R1 стоит между входом питания и выходным узлом, R2 — между выходом и общим проводом. Напряжение снимается с R2. Без нагрузки при Uвх=12 В, R1=20 кОм и R2=10 кОм получится 4 В; если поменять резисторы местами, получится 8 В. Ориентация рисунка на вашей плате значения не имеет — важны электрические соединения.

Почему после подключения прибора выходное напряжение стало ниже?

Входное сопротивление прибора подключается параллельно R2 и уменьшает сопротивление нижнего плеча. Для Uвх=12 В и R1=R2=10 кОм нагрузка 100 кОм даёт Rэкв≈9,090909 кОм и Uвых≈5,714286 В вместо 6 В. Включите учёт нагрузки и введите её сопротивление. Если нагрузка потребляет непостоянный ток, модель одного сопротивления описывает её лишь приближённо.

Одинаковый результат дадут пары 1 кОм + 1 кОм и 100 кОм + 100 кОм?

Без нагрузки обе пары делят напряжение пополам, но токи различаются. При 12 В первая потребляет 6 мА, вторая — 0,06 мА. Их выходные сопротивления равны 500 Ом и 50 кОм соответственно, поэтому одна и та же нагрузка сильнее изменит выход второй пары. Выбирать только по отношению R1/R2 недостаточно: проверьте ток, влияние нагрузки и рассеиваемую мощность.

Почему обратный поиск R2 сообщает, что цель недостижима?

При конечной нагрузке Rн наибольший выход достигается в пределе R2→∞ и равен Uвх·Rн/(R1+Rн). Например, при 12 В, R1=10 кОм и Rн=10 кОм предел равен 6 В. Получить ровно 6 В конечным положительным R2 или подняться выше этого значения нельзя. Для 4 В подходит R2=10 кОм. Измените цель, верхнее плечо или нагрузку согласно своей схеме.

Почему в E24 выбрана эта пара и что означает ошибка в таблице?

Сначала калькулятор оставляет пары в заданном коридоре входного тока, затем выбирает наименьшую абсолютную ошибку выходного напряжения. При равной ошибке предпочтительнее ток ближе к желаемому. Ошибка со знаком равна (Uфакт−Uцель)/Uцель·100%: плюс означает превышение цели. Например, для 12→6 В, желаемого тока 1 мА и коридора ±20% выбираются 6,2 кОм + 6,2 кОм: выход точно 6 В, входной ток около 0,967742 мА. Допуск деталей в эту номинальную ошибку не включён.

Почему E24 и допуск резисторов задаются отдельно?

E24 задаёт набор номинальных сопротивлений, а поле допуска описывает возможное отклонение фактических R1 и R2. Проверьте допуск выбранной детали по её документации, затем укажите его в форме. Диапазон выхода рассчитывается по крайним независимым отклонениям плеч, при точной нагрузке и неизменном входе. Он не является вероятностным прогнозом и не включает дрейф температуры или изменение питания.

Можно ли питать устройство или подключать АЦП прямо к делителю?

Делитель не поддерживает неизменное напряжение при изменении нагрузки: увеличение потребляемого тока снижает выход. Для питания устройства нужна модель его потребления и подходящая схема питания. Для АЦП важно проверить требования к сопротивлению источника и времени установления в документации конкретного преобразователя: резистивная модель не учитывает переключаемую входную ёмкость. Выходное сопротивление в результате помогает оценить исходные условия, но не подтверждает совместимость.

Как выбрать мощность резистора по показанным ваттам?

Расчёт показывает тепловую мощность P=U·I на каждом плече в заданном режиме. Это не готовый паспортный номинал детали. Сравните результат с допустимой мощностью при вашей температуре, рабочим напряжением и условиями монтажа по документации производителя. Если питание или нагрузка меняются, отдельно пересчитайте крайние режимы: номинальная точка не обязательно даёт максимальный нагрев.