Dzielnik Napięcia Sprawdzian Grupa 3

Dzielnik napięcia (ang. voltage divider) to prosty obwód elektryczny składający się z dwóch lub więcej elementów połączonych szeregowo, używany do obniżania napięcia wejściowego (U_in) do pożądanego napięcia wyjściowego (U_out). Jest to podstawowe narzędzie w elektronice, pozwalające na uzyskanie różnych poziomów napięć z jednego źródła.

Kluczową zasadą działania dzielnika napięcia jest prawo Ohma oraz prawo Kirchhoffa. Prąd płynący przez wszystkie elementy połączone szeregowo jest taki sam. Napięcie wejściowe (U_in) dzieli się proporcjonalnie do wartości rezystancji poszczególnych elementów. Najczęściej stosowanym typem dzielnika napięcia jest dzielnik rezystancyjny, wykorzystujący dwa rezystory (R₁ i R₂).

Wzór na napięcie wyjściowe dla dzielnika rezystancyjnego z dwoma rezystorami to: U_out = U_in * (R₂ / (R₁ + R₂)). Napięcie wyjściowe zależy wyłącznie od stosunku wartości rezystancji, a nie od ich bezwzględnych wartości. Zwiększając R₂ w stosunku do R₁, zwiększamy napięcie wyjściowe, i odwrotnie.

Impedancja wyjściowa dzielnika napięcia ma wpływ na jego obciążenie. Jeżeli do wyjścia dzielnika podłączymy obciążenie (np. kolejny obwód), impedancja tego obciążenia wpłynie na napięcie wyjściowe. Dlatego ważne jest, aby impedancja obciążenia była znacznie większa niż rezystancje użyte w dzielniku, aby uniknąć znaczącego spadku napięcia.

Przykład 1: Dzielnik z R₁ = 1kΩ i R₂ = 1kΩ, przy U_in = 5V. U_out = 5V * (1kΩ / (1kΩ + 1kΩ)) = 2.5V. Oznacza to, że napięcie wyjściowe jest równe połowie napięcia wejściowego.

Przykład 2: Dzielnik z R₁ = 2kΩ i R₂ = 1kΩ, przy U_in = 9V. U_out = 9V * (1kΩ / (2kΩ + 1kΩ)) = 3V. Napięcie wyjściowe wynosi 3V.

Zastosowania: Dzielniki napięcia znajdują szerokie zastosowanie w elektronice, np. w obwodach pomiarowych do skalowania napięć, w regulatorach napięcia do uzyskiwania napięć referencyjnych, w czujnikach do przetwarzania zmian rezystancji na zmiany napięcia, a także w obwodach polaryzacji tranzystorów. Są niezastąpione tam, gdzie potrzebne jest uzyskanie różnych poziomów napięć z jednego źródła.