Делитель напряжения: схема понижения входного напряжения (Vin) до выходного (Vout). Принцип работы, применение с резисторами и конденсаторами. Электроника.
Linear circuit that produces an output voltage that is a fraction of its input voltage
В электронике делитель напряжения (также известный как разделитель потенциалов) – это пассивная линейная схема, создающая выходное напряжение (Vout), являющееся долей входного напряжения (Vin). Деление напряжения происходит в результате распределения входного напряжения между элементами делителя. Простым примером делителя напряжения является два резистора, соединенных последовательно, при этом входное напряжение подается на пару резисторов, а выходное напряжение снимается с соединения между ними. Резистивные делители напряжения обычно используются для создания опорных напряжений или для уменьшения амплитуды напряжения с целью его измерения, а также могут применяться в качестве аттенюаторов сигнала на низких частотах. Для постоянного тока и относительно низких частот делитель напряжения может быть достаточно точным, если он состоит только из резисторов; в случаях, когда требуется широкий частотный диапазон (например, в щупе осциллографа), в делитель напряжения могут быть добавлены емкостные элементы для компенсации емкости нагрузки. В системах передачи электроэнергии для измерения высокого напряжения используется емкостной делитель напряжения.
In electronics, a voltage divider (also known as a potential divider) is a passive linear circuit that produces an output voltage (Vout) that is a fraction of its input voltage (Vin). Voltage division is the result of distributing the input voltage among the components of the divider. A simple example of a voltage divider is two resistors connected in series, with the input voltage applied across the resistor pair and the output voltage emerging from the connection between them. Resistor voltage dividers are commonly used to create reference voltages, or to reduce the magnitude of a voltage so it can be measured, and may also be used as signal attenuators at low frequencies. For direct current and relatively low frequencies, a voltage divider may be sufficiently accurate if made only of resistors; where frequency response over a wide range is required (such as in an oscilloscope probe), a voltage divider may have capacitive elements added to compensate load capacitance. In electric power transmission, a capacitive voltage divider is used for measurement of high voltage.
Эффект нагрузки
Выходное напряжение делителя напряжения будет изменяться в зависимости от электрического тока, потребляемого внешней электрической нагрузкой. Эффективное выходное сопротивление делителя, состоящего из Z1 и Z2, как описано выше, будет равно Z1, соединенному параллельно с Z2 (иногда записывается как Z1 // Z2), то есть: (Z1 Z2) / (Z1 + Z2) = HZ1. Для обеспечения достаточной стабильности выходного напряжения необходимо либо стабилизировать выходной ток (и включить его в расчет номиналов делителя), либо ограничить его соответствующе малой долей входного тока делителя. Чувствительность к нагрузке можно уменьшить, снизив сопротивление обеих частей делителя, однако это увеличит ток покоя делителя и приведет к более высокому энергопотреблению (и рассеиванию тепла) в делителе.
The output voltage of a voltage divider will vary according to the electric current it is supplying to its external electrical load. The effective source impedance coming from a divider of Z1 and Z2, as above, will be Z1 in parallel with Z2 (sometimes written Z1 // Z2), that is: (Z1 Z2) / (Z1 + Z2) = HZ1. To obtain a sufficiently stable output voltage, the output current must either be stable (and so be made part of the calculation of the potential divider values) or limited to an appropriately small percentage of the divider's input current. Load sensitivity can be decreased by reducing the impedance of both halves of the divider, though this increases the divider's quiescent input current and results in higher power consumption (and wasted heat) in the divider.