Spannungsteilerschaltung

Eine Spannungs- oder Potentialteilerschaltung wird üblicherweise in der Elektronik verwendet, bei der eine Eingangsspannung in eine andere Spannung umgewandelt werden muss, die niedriger als die ursprüngliche ist. Dies ist sehr nützlich für alle analogen Schaltungen, bei denen variable Spannungen erforderlich sind. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie diese Schaltung funktioniert und wie die Werte der Widerstände berechnet werden, die erforderlich sind, um eine Spannungsteilerschaltung zur Ausgabe der gewünschten Spannung herzustellen.

Erforderliches Material

• Widerstand (1k - 1 Nr., 10k - 1 Nr.)
• Batterie- 9V
• Multimeter
• Kabel anschließen
• Steckbrett

Schaltplan

Eine Spannungsteilerschaltung ist eine sehr einfache Schaltung, die nur aus zwei Widerständen (R1 und R2) besteht, wie oben in den Schaltplänen gezeigt. Die erforderliche Ausgangsspannung (V _OUT) kann über den Widerstand R2 erhalten werden. Mit diesen beiden Widerständen können wir eine Eingangsspannung in eine beliebige Ausgangsspannung umwandeln.

HINWEIS: Die Ausgangsspannung (V _OUT) ist immer kleiner als die Eingangsspannung (V _IN).

Spannungsteiler Formel

Angenommen, wenn der Strom (I) in der Ausgangsleitung Null ist, wird die Beziehung zwischen der Eingangsspannung (V _IN) und der Ausgangsspannung (V _out) wie folgt bestimmt:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Spannungsteilergleichung)

Wo,

V _OUT = Ausgangsspannung

V _IN = Eingangsspannung

R ₁ = oberer Widerstand

R ₂ = unterer Widerstand

Beweis der potentiellen Teilerformel

Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung durch einen idealen Leiter gleich dem durch ihn fließenden Strom.

Spannung = Strom * Widerstand

V = IR

Nun zum Schaltplan

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

Wenn wir den Wert von ' I ' aus Gleichung (1) in Gleichung (2) setzen, haben wir

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Dinge zu beachten

• Wenn der Wert von R1 gleich R2 ist, ist der Wert der Ausgangsspannung die Hälfte des Eingangswerts.
• Wenn der Wert von R1 viel kleiner als R2 ist, ist der Wert der Ausgangsspannung ungefähr gleich der Eingangsspannung.
• Wenn der Wert von R1 viel größer als R2 ist, ist der Wert der Ausgangsspannung ungefähr gleich Null.

Funktionsweise der Spannungsteilerschaltung

Gemäß dem hier verwendeten beispielhaften Spannungsteiler-Schaltplan haben wir 9 V angenommen, da die Eingangsspannung und der Wert des Widerstands R ₁ und R _{2 1} k bzw. ₁₀ k betragen. Praktisch erhalten wir 8,16 V als Ausgangsspannung, wie im obigen Bild gezeigt.

Versuchen wir es theoretisch, V _IN = 9 V, R1 = 1 Kiloohm und R2 = 10 Kiloohm . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8,1818 V.

Es gibt einen sehr geringen Unterschied zwischen dem praktischen und dem theoretischen Wert, da die Batterie keine exakten 9 V liefert.

Ein weiterer wichtiger Faktor, der bei der Auswahl der Widerstandswerte berücksichtigt werden muss, ist die Nennleistung (P). Wenn Sie die Werte von I (basierend auf der Last), V _IN, R ₁ und R _{2 kennen}, addieren Sie R ₁ und R ₂ , um R _{TOTAL zu erhalten,} und verwenden Sie den Ohmschen Gesetzrechner, um die erforderliche Nennleistung (Watt) zu ermitteln die Widerstände. Oder verwenden Sie einfach die Formeln P = VI, um die Nennleistung für Ihren Widerstand festzulegen. Wenn keine geeignete Nennleistung ausgewählt wird, wird der Widerstand überhitzt und kann auch brennen.

Spannungsteiler-Rechner

Sie können den Spannungsteiler-Rechner unten direkt verwenden, um einen der in den Spannungsteilerformeln genannten Werte zu berechnen .

Anwendungen der Spannungsteilerschaltung

Spannungs- oder Potentialteilerschaltungen werden häufig in verschiedenen Projekten und Anwendungen verwendet. Nachfolgend einige Schaltungsbeispiele, bei denen ein potenzielles Teilerkonzept verwendet wird:

• Arduino Digital Voltmeter
• Lichtintensitätsmessung
• Raspberry Pi ADC Tutorial
• Arduino Ohm Meter
• Dunkelheitsdetektor
• Himbeer Pi Notleuchte