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分圧器計算ツール

Vin、R1、R2から分圧器の出力電圧、電流、テブナンインピーダンス、および電力損失を計算します。バイアスネットワークやレベルシフトに最適です。

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公式

V_{out} = V_{in} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}

VᵢₙInput voltage (V)
R₁Top resistor (Ω)
R₂Bottom resistor (Ω)

仕組み

分圧器は、直列に接続された2つの抵抗を利用して電圧レベルを直線的に下げるための基本的な受動回路トポロジです。2 つの抵抗に電圧を印加すると、抵抗値に比例して出力電圧が抵抗値に比例してそれらの間の接続点に現れます。この原理は、オームの法則と、直列抵抗を通っても電流が一定に保たれ、電圧が各抵抗器の抵抗に従って分配されるという基本的な電気的特性に基づいています。分圧比はR1とR2の相対値に依存するため、複雑さを最小限に抑えながら入力電圧を正確にスケーリングできます。適切な抵抗値を選択することで、エンジニアは信号を調整したり、基準電圧を作成したり、さまざまな電圧要件を持つ回路をインタフェースしたりできます。

計算例

入力電圧が5Vで、R1が1000オーム、R2が2000オームだとします。出力電圧の計算: Vout = 5V · (2000 Ω)/(1000 Ω+2000 Ω) = 5V · (2/3) = 3.33 V。テブナンの等価抵抗は R1 || R2 = (1000 Ω · 2000 Ω)/(1000 Ω+2000 Ω) = 666.67 Ωになります。次に、この回路に10kΩの負荷抵抗を負荷すると、負荷された出力電圧はVOUT_Loaded = 5V · (2000 Ω || 10000 Ω)/(1000 Ω + (2000 Ω || 10000 Ω))) = 2.27Vになり、負荷の影響が大きいことがわかります。

実践的なヒント

  • より正確な分圧を行うには、許容誤差 1% の抵抗を使用してください
  • 高電流アプリケーションにおける熱効果と電力損失を考慮してください
  • バイパスコンデンサを追加して、敏感なアナログ回路のノイズを低減します

よくある間違い

  • 負荷抵抗が出力電圧精度に与える影響を無視する
  • 高精度分圧における耐性の高い抵抗器の使用
  • 特定の抵抗器の消費電力制限の見落とし

よくある質問

最大電流は、オームの法則に従って、合計抵抗と入力電圧によって決まります。電流がコンポーネントの定格を超えないように常に確認してください。
はい、分圧器はAC信号と同じように機能しますが、周波数が高くなると容量効果と誘導効果が大きくなります。
消費電力と負荷の影響を最小限に抑えるために十分に低い電流を維持しながら、必要な電圧比になるように抵抗値を選択します。
入力インピーダンスはR1とR2の並列の組み合わせであり、回路の負荷と信号伝送特性に影響します。
分圧器は、混合電圧システムで5Vロジックを3.3Vロジックにシフトする場合など、異なる電圧ドメイン間の変換に最適です。

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