Делитель напряжения — одна из самых простых и полезных схем в электронике. Два резистора — и вы получаете нужное напряжение из имеющегося. Без микросхем, без сложных расчётов.
Что такое делитель напряжения
Делитель напряжения — это схема из двух последовательно соединённых резисторов, которая понижает входное напряжение до определённой доли.
Схема подключения:
- Входное напряжение (Vin) подаётся на последовательную цепочку R1 и R2
- Выходное напряжение (Vout) снимается с резистора R2
- Общая точка (земля) соединена с нижним выводом R2
Формула делителя напряжения
Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
Где:
- Vout — выходное напряжение (то, что получаем)
- Vin — входное напряжение (то, что подаём)
- R1 — верхний резистор (последовательно с нагрузкой)
- R2 — нижний резистор (параллельно нагрузке)
Калькулятор делителя напряжения
Калькулятор делителя напряжения
Рассчитайте выходное напряжение делителя на резисторах
Делитель используется для понижения напряжения до нужного уровня.
Примеры расчётов
Пример 1: 12В → 5В
Нужно получить 5В из 12В для питания микроконтроллера.
- Выбираем R1 = 10 кОм, R2 = 7.2 кОм (ближайший стандартный 6.8 кОм)
- Vout = 12 × 6800 / (10000 + 6800) = 4.86 В
- Ток через делитель: I = 12 / 16800 = 0.71 мА
- Мощность: P = 12 × 0.00071 = 8.5 мВт
Пример 2: 24В → 3.3В
Нужно получить 3.3В для питания ESP32 или STM32.
- R1 = 47 кОм, R2 = 8.2 кОм
- Vout = 24 × 8200 / (47000 + 8200) = 3.57 В
- Ближе к 3.3В? Попробуем R1 = 56 кОм, R2 = 10 кОм
- Vout = 24 × 10000 / (56000 + 10000) = 3.64 В
Пример 3: 5В → 3.3В
Самый частый случай — подключение 3.3В датчиков к 5В Arduino.
- R1 = 10 кОм, R2 = 20 кОм
- Vout = 5 × 20000 / (10000 + 20000) = 3.33 В
Таблица типовых делителей
| Vin | Vout | R1 | R2 | Коэффициент |
|---|---|---|---|---|
| 5 В | 3.3 В | 10 кОм | 20 кОм | 0.66 |
| 12 В | 5 В | 14 кОм | 10 кОм | 0.42 |
| 12 В | 3.3 В | 26 кОм | 10 кОм | 0.28 |
| 24 В | 5 В | 38 кОм | 10 кОм | 0.21 |
| 24 В | 3.3 В | 62 кОм | 10 кОм | 0.14 |
| 48 В | 5 В | 86 кОм | 10 кОм | 0.10 |
Ограничения делителя напряжения
Делитель напряжения — не стабилизатор! Он имеет серьёзные ограничения:
1. Зависимость от нагрузки
Если подключить нагрузку параллельно R2, выходное напряжение упадёт. Нагрузка «шунтирует» R2, уменьшая его эффективное сопротивление.
Правило: сопротивление нагрузки должно быть в 10 раз больше R2.
2. Нет стабилизации
Если входное напряжение изменится — изменится и выходное. Делитель просто делит пропорцию, не стабилизирует.
3. Низкий КПД
Ток течёт через делитель постоянно, даже без нагрузки. На больших напряжениях это нагрев резисторов.
4. Малый ток нагрузки
Делитель может отдать только малый ток (единицы мА). Для питания мощных устройств используйте стабилизатор (LM7805, LM317).
Когда использовать делитель
- ✅ Понижение уровня сигнала (для АЦП, компаратора)
- ✅ Подключение 3.3В датчиков к 5В Arduino
- ✅ Опорное напряжение для компаратора
- ✅ Измерение высоких напряжений (через делитель на АЦП)
- ❌ Питание микроконтроллеров (используйте стабилизатор)
- ❌ Питание моторов, светодиодов (нужен стабилизатор или драйвер)
Делитель тока
Кроме делителя напряжения, существует делитель тока — схема из двух параллельных резисторов:
I1 = I × R2 / (R1 + R2)
I2 = I × R1 / (R1 + R2)
Ток делится обратно пропорционально сопротивлениям — через меньший резистор течёт больший ток.
Практические советы
- Используйте резисторы с допуском 1% для точных делителей
- Для АЦП — добавьте конденсатор 100 нФ параллельно R2 для фильтрации помех
- При высоких напряжениях — учитывайте мощность резисторов (P = V²/R)
- Для измерения напряжения до 250В — делитель 10:1 (R1 = 9 МОм, R2 = 1 МОм)
Заключение
Делитель напряжения — простейшая схема, которая нужна каждому радиолюбителю. Запомните формулу Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) — и вы сможете быстро получить нужное напряжение без лишних компонентов.
Но помните: делитель не стабилизирует! Для питания микроконтроллеров и датчиков используйте LM7805, AMS1117 или DC-DC преобразователи.
Читайте также:
Комментарии (0)