Для уменьшения разности потенциалов между двумя точками цепи применяют два последовательно соединённых резистора. Выходной потенциал снимают с точки их соединения – его величина зависит от соотношения сопротивлений. Например, при равных номиналах выходное значение составит ровно половину от входного.
Формула для определения выходного потенциала: Uвых = Uвх × (R2 / (R1 + R2)). Здесь R1 – резистор, подключённый к плюсу питания, R2 – элемент, соединённый с землёй. Точность результата зависит от допусков используемых компонентов – для прецизионных целей выбирайте детали с отклонением не более 1%.
Практический пример: при Uвх = 12 В и номиналах R1 = 10 кОм, R2 = 5 кОм получаем Uвых = 12 × (5000 / (10000 + 5000)) = 4 В. Для уменьшения нагрузки на цепь суммарное сопротивление рекомендуется выбирать в диапазоне 1-100 кОм.
Как распределяется разность потенциалов на резисторах
Для определения падения разности потенциалов на каждом элементе используйте формулу: Uвых = Uвх × (R2 / (R1 + R2)). Здесь R1 и R2 – сопротивления последовательно соединённых элементов, Uвх – подаваемый потенциал, Uвых – полученный на R2.
Пример вычислений
При Uвх = 12 В, R1 = 4 кОм, R2 = 2 кОм результат составит: 12 × (2000 / (4000 + 2000)) = 4 В. Точность зависит от допусков резисторов – отклонение в 5% изменит итог на ±0.2 В.
Практические нюансы
Подключайте нагрузку с сопротивлением минимум в 10 раз выше R2, чтобы избежать просадки. Для стабильности при изменяющейся нагрузке замените R2 на стабилитрон или интегральный регулятор.
Как резисторы распределяют разность потенциалов
Два последовательно соединённых элемента создают пропорциональное падение разности потенциалов. Величина падения на каждом элементе зависит от их сопротивлений. Например, при 12 В и резисторах 1 кОм и 2 кОм на первом упадёт 4 В, на втором – 8 В.
Формула для определения параметров
Используйте соотношение: Uвых = Uвх × (R2 / (R1 + R2)). Для точного подбора компонентов учитывайте мощность рассеивания: P = U2 / R. При 10 В и сопротивлении 5 кОм выделится 0,02 Вт.
Практические ограничения
Подключаемая нагрузка должна иметь сопротивление минимум в 10 раз выше, чем R2. Иначе точность пропорции нарушится. Для цепи с R2 = 1 кОм выбирайте нагрузку от 10 кОм.
Как определить параметры на выходе?
Для вычисления разности потенциалов на нагрузке примените формулу: Uвых = Uвх × (R2 / (R1 + R2)). Здесь Uвх – исходный параметр, R1 и R2 – номиналы резисторов.
Пример: при Uвх = 12 В, R1 = 10 кОм и R2 = 5 кОм результат составит 12 × (5000 / (10000 + 5000)) = 4 В.
Если нагрузка подключена параллельно R2, её сопротивление Rн влияет на точность. Сначала найдите эквивалентное сопротивление Rэ = (R2 × Rн) / (R2 + Rн), затем подставьте Rэ вместо R2 в основную формулу.
Для минимизации погрешностей выбирайте R1 и R2 так, чтобы Rн превышало R2 в 10 и более раз.
