Zwei Widerstände + Last
Teile das Unsichtbare.
Zwei Widerstände machen aus 5 Volt eine andere Spannung. Was passiert, wenn ein weiteres Bauteil am Ausgang hängt?
- ADC · Analog-Digital-Wandler
- Analog-to-digital converter. Wandelt eine gemessene analoge Spannung in eine digital nutzbare Zahl um. Er wird im Text erwähnt, hier aber nicht simuliert.
EXPERIMENTIERTISCH
Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.
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Ein Nachbar ändert die Regeln.
Ideale 5-V-Quelle. 1-kΩ-Last parallel zum unteren Widerstand. Toleranzen und Erwärmung werden ignoriert.
R₁ oben, R₂ unten. Ohne Last: Uaus = 5 × R₂ / (R₁ + R₂). Mit Last ersetzt R₂ ∥ Rlast den unteren Widerstand. Ein Teiler eignet sich für Signale, meist jedoch nicht zur Geräteversorgung.
Schwierigkeit
Aufbauen · Die halbe Versorgung
Schalte ohne Last ein. Stelle 2,5 V ±0,05 V am Ausgang ein.
Brauchst du einen Tipp?
Gleiche Widerstände halbieren die Spannung.
Erforschen · Ein unerwarteter Nachbar
Schließe bei R₁ = R₂ = 1 kΩ die Last an. Erreiche etwa 1,67 V und erkläre den Abfall.
Brauchst du einen Tipp?
1 kΩ parallel zu R₂ ergibt 500 Ω. Ausgang: 5 × 500 / 1500.
Selbst lösen · Hole die Spannung zurück
Lass die Last angeschlossen und stelle 2,4–2,6 V ein.
Brauchst du einen Tipp?
Wähle R₁ gleich dem unteren Ersatzwiderstand. Probiere R₂ = 1 kΩ und R₁ = 500 Ω.
Zusatzwissen und Schaltungsrezepte
Ein Spannungsteiler übersetzt Sensorsignale
Zwei Widerstände teilen die Versorgungsspannung. Ihr Verbindungspunkt liefert eine kleinere Mess- oder Referenzspannung. Ersetze einen Widerstand durch einen Sensor: Eine physikalische Änderung wird zum elektrischen Signal.
Ohne Last am Ausgang
Vout = Vs × R2 / (R1 + R2)
Zweimal 1 kΩ an 5 V ergibt 2,5 V. Eine Last von 1 kΩ parallel zum unteren Widerstand ergibt dort 500 Ω. Der Ausgang fällt auf etwa 1,67 V.
Gleiches Verhältnis, anderer Verbrauch
1 kΩ + 1 kΩ und 10 kΩ + 10 kΩ liefern unbelastet die halbe Versorgung. Das zweite Paar benötigt nur ein Zehntel des Stroms.
Messen kann das Ergebnis verändern
Eine Last am Mittelpunkt bildet einen zusätzlichen Strompfad. Sie liegt parallel zum unteren Widerstand und senkt die Ausgangsspannung.
Ein Drehknopf ist ein beweglicher Teiler
Ein Potentiometer besitzt Widerstandsbahn und Schleifer. Drehen verändert die beiden Bahnabschnitte und damit die Schleiferspannung.
Eine typische Falle vermeiden
Ein Spannungsteiler ist eine Signalschaltung, kein allgemeiner Ersatz für einen Spannungsregler. Eine wechselnde Last verändert den Ausgang. Auch ein ADC-Eingang verlangt passende Spannungsgrenzen und Einschwingzeiten.
Eine Last von 1 kΩ kommt parallel zum unteren 1-kΩ-Widerstand. Der Ausgang…
- steigt über 2,5 V
- bleibt bei 2,5 V
- fällt unter 2,5 V
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Der wirksame untere Widerstand sinkt und erhält einen kleineren Anteil der Versorgungsspannung.
Ein Drittel als Referenz
Erzeuge unbelastet etwa 1,67 V aus 5 V.
Der untere Widerstand erhält ein Drittel der Gesamtspannung.
Belasteten Teiler retten
Gleiche die feste Last von 1 kΩ aus.
Unterer Widerstand und Last mit je 1 kΩ ergeben 500 Ω. Mit 500 Ω oben liegen wieder 2,50 V am Ausgang.