Два резистора + нагрузка
Раздели невидимое.
Два резистора превращают 5 вольт в другое напряжение. Что изменится, если подключить к выходу ещё одну деталь?
- 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.
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.
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
Собери · Половина питания
Без нагрузки включи питание и настрой выход 2,5 V ±0,05 V.
Нужна подсказка?
Одинаковые сопротивления делят напряжение пополам.
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.
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…
- станет выше 2,5 В
- останется 2,5 В
- 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.