Калькулятор делителя напряжения

Калькулятор делителя напряжения помогает за секунды определить выходное напряжение резистивной цепи или подобрать номиналы R1 и R2 для получения нужного Vout. Инструмент учитывает реальное сопротивление нагрузки, рассчитывает ток, рассеиваемую мощность и рекомендует ближайшие стандартные значения из ряда E24.

Как работает делитель напряжения

Делитель напряжения – это двое резисторов, включённых последовательно между плюсом источника и общим проводом. Выходной сигнал снимается с точки соединения R1 и R2.

Основная формула:

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

Где:

• Vin – входное напряжение, В
• Vout – выходное напряжение, В
• R1 – верхний резистор (со стороны Vin), Ом
• R2 – нижний резистор (со стороны GND), Ом

Выходное напряжение всегда меньше входного и определяется соотношением сопротивлений. Если R1 = R2, напряжение делится пополам.

Как пользоваться калькулятором делителя

Калькулятор работает в трёх режимах. Выберите подходящий в зависимости от того, какие величины уже известны.

Расчёт Vout по R1 и R2 Введите Vin и сопротивления обоих резисторов. Калькулятор выдаст выходное напряжение, ток цепи и мощность на каждом элементе.

Подбор R2 при известном R1 Задайте Vin, желаемое Vout и номинал R1. Инструмент рассчитает точное значение R2 и предложит ближайший стандартный номинал.

Подбор R1 при известном R2 Аналогично предыдущему режиму, но расчёт ведётся для верхнего резистора.

Для всех режимов можно указать сопротивление нагрузки. Тогда результат будет учитывать реальное падение напряжения, вызванное током потребления подключённой схемы.

Типовые схемы и примеры расчёта

Пример: нужно получить 3.3 В из 12 В, взяли R1 = 10 кОм.

R2 = R1 × (Vout / (Vin − Vout)) = 10 000 × 3.3 / (12 − 3.3) = 10 000 × 3.3 / 8.7 ≈ 3 793 Ом.

Из стандартного ряда E24 выбираем 3.9 кОм. Проверяем: 12 × 3 900 / (10 000 + 3 900) ≈ 3.37 В. Отклонение менее 2 % – приемлемо для цифровых входов.

Влияние нагрузки и выходной импеданс

Классическая формула справедлива только при отсутствии тока ответвления из средней точки. На практике любая нагрузка подключается параллельно R2 и снижает эквивалентное сопротивление нижнего плеча.

Выходной импеданс делителя рассчитывается как:

Zout = R1 × R2 / (R1 + R2)

Чем меньше Zout, тем устойчивее напряжение к подключению нагрузки. Для критичных цепей между делителем и нагрузкой ставят повторитель на операционном усилителе.

Подбор резисторов из стандартного ряда

После теоретического расчёта номинал R1 или R2 редко совпадает с промышленными значениями. Калькулятор округляет результат до ближайшего номинала ряда E24 (допуск ±5 %) или E96 (допуск ±1 %) и показывает диапазон возможного Vout с учётом разброса сопротивлений.

Правила выбора:

• Для измерительных цепей применяйте резисторы с допуском 1 % или точнее.
• Высокоомные делители (свыше 1 МОм) экономят энергию, но улавливают наводки и чувствительны к влажности.
• Низкоомные (менее 1 кОм) стабильнее по напряжению, но рассеивают большую мощность.

Рассеиваемая мощность и ток делителя

Ток через цепь:

I = Vin / (R1 + R2)

Мощность, рассеиваемая на каждом резисторе:

P1 = I² × R1

P2 = I² × R2

Общая мощность цепи:

P_total = Vin² / (R1 + R2)

Выбирайте резисторы с запасом по мощности не менее 2 раз. Например, если расчёт даёт 0.15 Вт, берите 0.25 Вт или 0.5 Вт. В батарейных устройствах стремитесь к току делителя не более 0.1 мА, чтобы не сажать источник питания.

Расчёты носят справочный характер. Перед сборкой схемы проверьте реальные параметры компонентов.