Gerilim Bölücü Hesaplama: Vout ve Direnç Seçimi
Giriş gerilimini, R1 ve R2 dirençlerini girin; çıkış gerilimini, bölücü akımını ve her direncin harcadığı gücü görün. Hedef bir çıkış gerilimi yazarsanız araç E24 ya da E96 serisinden en yakın üç direnç çiftini önerir.
Gerilim bölücü nasıl hesaplanır?
Gerilim bölücünün çıkışı Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) formülüyle bulunur. R1 girişle çıkış arasındaki üst direnç, R2 çıkışla GND arasındaki alt dirençtir. Bölücüden geçen akım I = Vin / (R1 + R2) olur.
Örnek: Vin = 12 V, R1 = 10 kΩ, R2 = 4,7 kΩ. Vout = 12 × 4,7 / 14,7 = 3,84 V, bölücü akımı 12 / 14 700 = 0,82 mA.
Çıkışa yük bağlanınca yük direnci R2’ye paralel girer ve çıkış düşer. Aynı devreye 10 kΩ yük bağlarsanız R2 ile yükün paralel eşdeğeri 3,2 kΩ olur, çıkış 2,91 V’a iner. Bu %24 düşüştür.
Sık kullanılan dönüşümler için E24 direnç çiftleri
Her satır, aracın “Yaklaşık 10 kΩ” seçeneğinde hedefe en yakın bulduğu E24 çiftidir; R1 + R2 3,3 kΩ ile 31 kΩ arasında kalır. Çıkışlar yüksüz ve toleranssız hesaplandı.
| Dönüşüm | R1 (üst) | R2 (alt) | Gerçek çıkış | Hata | Bölücü akımı |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 V → 3,3 V | 4,7 kΩ | 9,1 kΩ | 3,297 V | −%0,09 | 0,36 mA |
| 5 V → 1,8 V | 11 kΩ | 6,2 kΩ | 1,802 V | +%0,13 | 0,29 mA |
| 3,3 V → 1,8 V | 3 kΩ | 3,6 kΩ | 1,800 V | yok | 0,50 mA |
| 9 V → 5 V | 2,4 kΩ | 3 kΩ | 5,000 V | yok | 1,67 mA |
| 9 V → 3,3 V | 6,2 kΩ | 3,6 kΩ | 3,306 V | +%0,19 | 0,92 mA |
| 12 V → 5 V | 18 kΩ | 13 kΩ | 5,032 V | +%0,65 | 0,39 mA |
| 12 V → 3,3 V | 2,4 kΩ | 910 Ω | 3,299 V | −%0,03 | 3,63 mA |
| 24 V → 5 V | 9,1 kΩ | 2,4 kΩ | 5,009 V | +%0,17 | 2,09 mA |
| 24 V → 3,3 V | 4,7 kΩ | 750 Ω | 3,303 V | +%0,08 | 4,40 mA |
Direnç seçerken dikkat edilecekler
- Toleransı hesaba katın. 4,7 kΩ / 9,1 kΩ çifti 5 V’ta kâğıt üzerinde 3,297 V verir; %5 dirençlerle en kötü durumda çıkış 3,18 V ile 3,41 V arasında gezer. %1 dirençlerle aralık 3,27 V ile 3,32 V’a daralır.
- Kılıfın gücünü kontrol edin. 24 V’ta 4,7 kΩ / 750 Ω çiftinde R1 üzerinde 91 mW harcanır. Çoğu 0402 direncin anma gücü 62,5 mW olduğundan bu devrede R1 için daha büyük bir kılıf ya da daha yüksek toplam direnç gerekir.
- ADC’ye giden bölücüde kaynak empedansına bakın. ADC’nin gördüğü empedans R1 ile R2’nin paralel eşdeğeridir; 10 kΩ / 4,7 kΩ için 3,2 kΩ eder. Bu değeri datasheet’in ADC bölümündeki önerilen kaynak empedansıyla karşılaştırın.
- Giriş gerilimindeki her oynama çıkışa aynı oranda geçer. 18 kΩ / 13 kΩ çiftinde 12 V hattı 13,8 V’a çıkarsa 5,03 V’luk çıkış 5,79 V olur.
Seçtiğiniz değerdeki dirençleri Entegreci’de değer ve kılıf yazarak arayabilirsiniz.
Sık sorulan sorular
R1 ile R2 yer değiştirirse çıkış ne olur?
Çıkış, Vin ile eski çıkışın farkına eşit olur. 12 V girişte R1 = 10 kΩ, R2 = 4,7 kΩ 3,84 V verir; dirençler yer değiştirince çıkış 12 × 10 / 14,7 = 8,16 V’a çıkar.
5 V’u 3,3 V’a düşürmek için hangi dirençler kullanılır?
R1 = 4,7 kΩ ve R2 = 9,1 kΩ ile 5 V girişten 3,297 V alınır. Elinizde 10 kΩ ve 20 kΩ varsa çıkış 3,33 V olur. Bu çiftler yavaş lojik sinyaller içindir; 3,3 V’luk bir kartı beslemek için regülatör kullanın.
Gerilim bölücü besleme kaynağı olarak kullanılır mı?
Kullanılmaz, çünkü çıkış gerilimi yükün çektiği akıma göre değişir. 10 kΩ / 4,7 kΩ bölücünün 3,84 V’luk çıkışı 10 kΩ yükte 2,91 V’a düşer. Besleme için regülatör seçin.
R1 ve R2 ne kadar büyük seçilmeli?
Bölücü akımı yük akımının en az 10 katı olacak kadar küçük dirençler seçin. Yük 10 µA çekiyorsa bölücüden 100 µA geçmelidir; 5 V girişte bu, R1 + R2 = 50 kΩ demektir. Akımı ve gücü Ohm kanunu hesaplayıcısıyla doğrulayabilirsiniz.