Tricky Circuit

Два резистора + нагрузка

Раздели невидимое.

Два резистора превращают 5 вольт в другое напряжение. Что изменится, если подключить к выходу ещё одну деталь?

Открыть интерактивный опыт
ADC · Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
Analog-to-digital converter. Превращает измеренное аналоговое напряжение в число для цифрового устройства. Упоминается в тексте, но здесь не моделируется.
Circuitpedia

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Сосед меняет правила.

Идеальный источник 5 V. Нагрузка 1 kΩ параллельна нижнему резистору. Допуски и нагрев не учитываются.

Делитель: R₁ сверху, R₂ снизу. Без нагрузки Uвых = 5 × R₂ / (R₁ + R₂). С нагрузкой заменяем R₂ на R₂ ∥ Rнагрузки. Делитель полезен для сигналов, но обычно не подходит для питания устройства.

Сложность
  1. Собери · Половина питания

    Без нагрузки включи питание и настрой выход 2,5 V ±0,05 V.

    Нужна подсказка?

    Одинаковые сопротивления делят напряжение пополам.

  2. Исследуй · Неожиданный сосед

    При R₁ = R₂ = 1 kΩ подключи нагрузку. Получи около 1,67 V и выясни причину падения.

    Нужна подсказка?

    1 kΩ параллельно R₂ даёт 500 Ω. Выход: 5 × 500 / 1500.

  3. Реши сам · Верни напряжение

    С подключённой нагрузкой настрой выход 2,4–2,6 V.

    Нужна подсказка?

    Сделай R₁ равным сопротивлению нижней ветви. Попробуй R₂ = 1 kΩ, R₁ = 500 Ω.

Дополнительные материалы и карточки схем

Делитель напряжения переводит сигналы датчиков

Два резистора делят напряжение питания. Их средняя точка даёт меньшее напряжение для измерения или опоры. Замени один резистор датчиком — физическое изменение станет электрическим сигналом.

Без нагрузки на выходе

Vout = Vs × R2 / (R1 + R2)

Два резистора по 1 кОм при 5 В дают 2,5 В. Нагрузка 1 кОм параллельно нижнему резистору уменьшает его эквивалент до 500 Ом. Выход падает примерно до 1,67 В.

То же отношение, другие затраты

1 кОм + 1 кОм и 10 кОм + 10 кОм без нагрузки дают половину питания. Вторая пара потребляет в десять раз меньший ток.

Измерение меняет результат

Нагрузка в средней точке создаёт дополнительный путь тока. Она параллельна нижнему резистору и снижает выходное напряжение.

Ручка — подвижный делитель

В потенциометре есть резистивная дорожка и движок. Поворот меняет соотношение участков дорожки и напряжение на движке.

Ошибка, которой стоит избежать

Делитель — сигнальная цепь, а не универсальная замена стабилизатору питания. Изменение нагрузки меняет выход. Для входа АЦП также важны допустимое напряжение и время установления.

Параллельно нижнему резистору 1 кОм подключили нагрузку 1 кОм. Напряжение…

  1. станет выше 2,5 В
  2. останется 2,5 В
  3. станет ниже 2,5 В
Читать дальше

Эквивалентное нижнее сопротивление уменьшается. Ему достаётся меньшая доля питания.

Треть напряжения

Получи около 1,67 В из 5 В без нагрузки.

Нижний резистор получает треть общего напряжения.

Спасаем нагруженный делитель

Компенсируй фиксированную нагрузку 1 кОм.

Нижние 1 кОм и нагрузка 1 кОм дают 500 Ом. С верхними 500 Ом выход снова равен 2,50 В.

Analog Devices: делители и ёмкостная нагрузка