電壓分配計算器

分類：物理學
- 2025年06月27日
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計算電阻分壓電路中的輸出電壓、電流和功率。輕鬆分析和設計您的電子項目的電壓分壓器。

電路參數

Vin R1 R2 接地 Vout
V
源電壓（電池、電源）
分壓器中的上部電阻
分壓器中的下部電阻
連接到輸出的並聯電阻（不加負載請留空）
Vin R1 = ? R2 = ? 接地 Vout
V
V
必須小於輸入電壓
R1 + R2 的總和（影響電流消耗）

理解電壓分壓器

電壓分壓器是一個簡單的電路，使用兩個串聯的電阻來創建一個輸出電壓，該電壓是輸入電壓的一個分數。

關鍵公式
  • 輸出電壓: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
  • 分壓器中的電流: I = Vin / (R1 + R2)
  • 功率損耗: PR1 = I2 × R1, PR2 = I2 × R2
設計考量
  • 負載效應: 當負載連接到輸出時，它與 R2 形成並聯電路，改變有效電阻和輸出電壓
  • 功率損耗: 選擇具有適當功率額定值的電阻以處理損耗的功率
  • 電流消耗: 更高的電阻值減少電流消耗和功率消耗，但可能會影響某些負載的性能
  • 標準值: 實際電阻器有標準值；計算值可能需要四捨五入到可用的電阻值
應用
  • 電平轉換: 將較高電壓轉換為較低電壓（例如，12V 轉 5V）
  • 偏置: 為放大器和其他電路設置參考電壓
  • 感測: 讀取變化的電阻，如光敏電阻或熱敏電阻
  • 信號衰減: 在音頻或測量應用中減少信號幅度

免責聲明：此計算器提供基於理想元件的理論值。由於元件公差、溫度效應和其他因素，實際結果可能會有所不同。始終使用實際測量來驗證電路性能。

使用的關鍵公式：

  • 輸出電壓： \( V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \)
  • 電流： \( I = \frac{V_{in}}{R_1 + R_2} \)
  • 功率： \( P_{R1} = I^2 \times R_1 \)， \( P_{R2} = I^2 \times R_2 \)， \( P_{load} = \frac{V_{out}^2}{R_{load}} \)（如果有負載）

什麼是電壓分壓計算器？

電壓分壓計算器是一個易於使用的工具，幫助您分析和設計電壓分壓電路。無論您是在進行小型DIY電子項目，還是需要快速估算元件的電壓輸出，這個工具都能提供快速且準確的結果。

它計算關鍵值，如輸出電壓、電路中的電流和電阻器中耗散的功率。您可以輸入已知的電阻值以獲得輸出，或輸入您的目標輸出電壓以獲得建議的電阻值。

為什麼使用這個計算器？

電壓分壓電路在電子學中常用於電平轉換、參考電壓創建和信號調理。這個計算器幫助確保您的設計滿足預期的電壓和功率要求——無需試錯。

類似於檢查電線電壓損失的電壓降計算器或估算功率使用的瓦特計算器，電壓分壓計算器簡化了計劃並提高了電路設計的準確性。

如何使用計算器

1. 計算輸出電壓

  • 輸入輸入電壓（Vin）——這是您的電源，例如電池或電源供應器。
  • 輸入R1和R2的值——這是您分壓器中的上部和下部電阻。
  • （可選）如果另一個元件將從輸出抽取電力，請添加負載電阻。
  • 點擊計算以查看輸出電壓、電流和功率結果。

2. 設計目標輸出電壓

  • 提供輸入電壓和您期望的輸出電壓。
  • 設置總電阻值（R1 + R2）。這會影響總電流消耗。
  • （可選）如果您的電路包括連接在輸出端的設備，請輸入負載電阻。
  • 該工具將建議電阻值以達成您的目標，並突出顯示標準電阻值與之的接近程度。

誰能從這個工具中受益？

  • 學生：實時了解電阻值如何影響輸出電壓和電流。
  • 愛好者：快速原型電路，無需繁瑣的手動計算。
  • 技術人員和工程師：在設計類比電路或評估元件在負載下的行為時節省時間。

這個計算器可以補充其他工具，例如用於評估功率消耗的瓦特計算器或用於電線評估的電壓降計算器。

常見問題 (FAQ)

什麼是電壓分壓器？

電壓分壓器是一個簡單的電路，使用兩個串聯的電阻來降低電壓。它通常用於創建參考電壓或降低電路中特定部分的電壓。

為什麼負載電阻是可選的？

負載電阻代表連接到輸出的實際設備。包括它可以更準確地預測實際性能，因為它會因並聯電阻而影響輸出電壓。

如果計算出的電阻值不是標準的怎麼辦？

該工具建議來自E12系列的最接近標準電阻值。它還估算這種替代引入的誤差，以幫助您決定是否需要進行調整。

這與電壓降計算器有什麼不同？

電壓降計算器專注於沿電線損失的電壓。相比之下，這個電壓分壓計算器分析電壓如何在電阻器上有意降低。兩者對於確保電路不同部分的適當電壓水平都很重要。

總結

電壓分壓計算器是一個實用且高效的電子設計工具。無論您是在創建簡單電路還是微調輸出電壓水平，這個計算器都能快速提供必要的見解。其用戶友好的界面使其成為其他工具的有用伴侶，例如用於氣候分析的熱指數工具或用於生產力跟踪的計算工作時間應用程序。