Ein Spannungsteiler besteht aus zwei Widerständen und wird verwendet, wenn wir eine niedrigere Spannung benötigen, als wir derzeit zur Verfügung haben. Es kann für Leistung oder Signale verwendet werden, im Grunde alles, was in der Amplitude reduziert werden muss.

Vin ist eine Spannung an beiden Widerständen R1 und R2 und Vout ist nur die Spannung an R2.

Wenn wir diese Schaltung untersuchen und das Ohmsche Gesetz verwenden, wissen wir Folgendes:

Der Strom durch die Widerstände ist:

I_divider = Vin / (R1 + R2)

Wenn nichts mit Vout verbunden ist, muss derselbe Strom, der durch R1 fließt, durch R2 fließen, also:

I_R2 = I_divider

Lassen Sie uns ein Beispiel mit realen Werten machen. Angenommen, wir haben:

• Vin = 10 V
• R1 = 10 Ω
• R2 = 30 Ω

Von oben Wir haben:

I_divider = 10 V / (10 Ω + 30 Ω) = 0,25 A

Wenn also nichts mit Vout verbunden ist, fließt durch R2 0,25 A. Mit dem Ohmschen Gesetz können wir die Spannung darüber berechnen:

Vout = V_R2 = 0,25 A * 30 Ω = 7,5 V

Wir können leicht erkennen, dass die Spannung über R1 2,5 betragen muss V, aber nur um sicherzugehen:

V_R1 = 0,25 * 10Ω = 2,5 V

Laden

Was passiert nun, wenn wir eine Last an Vout anschließen? Nehmen wir an, wir schließen eine 100Ω-Last an, jetzt sieht unsere Schaltung folgendermaßen aus:

Wir haben lediglich eine Widerstandslast parallel zu R2 geschaltet. Aus unserem Wissen über Parallelwiderstände können wir den kombinierten Widerstand beider berechnen und dann durch einen einzelnen effektiven Widerstand ersetzen:

R_comb = 1 / ((1 / R2) + (1 / Rload)) = 1 / ((1/30) + (1/100)) = 23,07 Ω (der Einfachheit halber 23 Ω)

Jetzt sind wir wieder mit unserem einfachen Spannungsteiler zurück und führen die folgenden Berechnungen durch:

I_divder = Vin / (R1 + R_comb) = 10 V / (10 Ω + 23 Ω) = ~ 0,3 A

Wir sehen, dass der Strom aufgrund der Belastung gestiegen ist em> des Teilers mit Rload. Sie können sich das wie ein einzelnes Rohr vorstellen, das in zwei Teile geteilt wurde, sodass mehr Wasser fließt (bei gleichem Druck) Also, was ist Vout jetzt? Wir verwenden die gleiche Berechnung wie oben:

Vout = Vcomb = I_divider * (R_comb) = 0,3 A * 23 Ω = 6,9 V

Der Strom hat also zugenommen , aber die Spannung am Teilerausgang ist gesunken . Stellen Sie sich erneut vor, der Wasserfluss (Strom) hat zugenommen, aber der Druck (Spannung) ist gesunken.

Unser Endergebnis sieht folgendermaßen aus:

Je größer der Stromverbrauch ist, desto größer ist die Änderung der Klemmenspannung bei Anlegen der Last.

Schauen wir uns an, was mit Vout und I (Rload) passiert. Wenn wir die Rload von 1 Ω auf 1 kΩ ändern:

Die X-Achse repräsentiert den Wert von Rload. Wir können sehen, dass sich Vout bei den höheren Widerstandswerten nur wenig ändert und dann stark abfällt, wenn es sich 1 Ω nähert. I (Rload) macht dagegen das Gegenteil (das Laden nimmt zu).
Darauf bezieht sich Ihr Buch wahrscheinlich.

Hoffentlich hilft dies zu sehen, wie das Laden eines Spannungsteilers funktioniert. Wenn Sie Fragen haben, hinterlassen Sie einen Kommentar und ich werde weitere Details hinzufügen.