使用方法
- 选择 “求什么”:已知两个电阻时选 “输出电压”;需要某个特定电压时选 “目标电压的 R2”。
- 输入 “输入电压”。输出模式下输入 “电阻 R1” 和 “电阻 R2”;目标模式下输入 “目标输出电压”,如有电阻 R1 也一并输入。
- 只有当输出端接有耗电元件时,才输入 “R2 两端的负载电阻(可选)”。读取 “输出电压” 和 “负载造成的输出下降”。
- 目标模式下,可用 “最接近的 E24 R2 值” 或 “该比值的 E24 组合” 选择可以购买的标准电阻。
输出电压的计算
两个电阻串联接在一个电压两端时,电压按电阻大小分配。输出取自下方电阻 R2 两端,因此输出电压等于输入电压乘以 R2,再除以总电阻。这一结果只在输出端没有其他元件耗电时成立。
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2)
若在 R2 两端接有负载 RL:
R2 ∥ RL = R2 × RL ÷ (R2 + RL)
Vout = Vin × (R2 ∥ RL) ÷ (R1 + R2 ∥ RL)
求目标输出电压时:
R2 = R1 × Vout ÷ (Vin − Vout)
- 输出电压不会高于输入电压,R2 为零时输出降为零。
- 任何负载都会降低输出,因为它在 R2 两端并联了另一条通路。负载电阻越小,下降越多。
- E24 值是 E24 系列的标准阶梯,每个十进制区间有24个值(IEC 60063,维基百科有列表)。按对数刻度选取最接近的一个。
选择电阻
分压器的电流应明显大于负载所取的电流,否则负载会改变输出。较小的电阻浪费更多功率,但对负载的敏感度较低。计算器显示从输入端流出的电流,便于您针对自己的情况作出判断。
分压器只能按固定比例设定输入的分数,并不稳压:输入电压变化时,输出会按同一比例变化。
本计算器不包括的内容
- 电阻的容差和温度漂移,它们会使输出略有变化。请用您所用元件的容差估算其范围。
- 电阻的功率。选择功率额定值前,请先用本站的欧姆定律计算器算出每个电阻的功耗。
- 无功负载和有频率的信号:负载中的电容会改变分压比。
计算示例:12 V 经10 kΩ 与10 kΩ 分压
R1 = 10 kΩ,R2 = 10 kΩ,输入12 V 时,Vout = 12 × 10 k ÷ (10 k + 10 k) = 6 V,比值为50%。输入端的电流为12 V ÷ 20 kΩ = 600 µA。
在 R2 两端加一个10 kΩ 的负载。并联值为 R2 ∥ RL = 10 k × 10 k ÷ (10 k + 10 k) = 5 kΩ,因此 Vout = 12 × 5 k ÷ (10 k + 5 k) = 4 V。负载把输出从6 V 拉低到4 V,下降了33.33%。
若要从12 V 得到3.3 V 输出,且 R1 = 10 kΩ,则 R2 = 10 k × 3.3 ÷ (12 − 3.3) = 3.793 kΩ。最接近的 E24 值为3.9 kΩ,此时输出为3.367 V。
常见问题
分压器有什么用途?
它可以从较高的电压得到较低的电压,例如把5 V 信号降到传感器可接受的3.3 V,或用单片机引脚读取电池电压。它设定的是固定的比例,而不是稳定的电压。
为什么接上负载后输出会下降?
负载与 R2 并联,降低了 R2 对分压器呈现的电阻。输出取决于 R2 ∥ RL,负载电阻越小,电压拉得越低。
什么是 E24 系列?
E24 是每个十进制区间有24个标准电阻值的系列,例如4.7 kΩ 和5.1 kΩ。商品电阻按这些阶梯生产,因此计算值需要取整到最接近的一个。
哪个电阻应为 R1,哪个为 R2?
R1 是输入侧的电阻,R2 是接在0 V 一侧的电阻,输出取自 R2 两端。两者对调会得到互补的分数,因此焊接前请对照电路图核对。
分压器能否为电路供电?
只能在输出不明显变化的情况下提供很小的电流。它适用于为几乎不耗电的输入(例如 ADC 引脚)设定电平;实际供电请使用稳压器。
分压器会浪费多少电流?
电流等于输入电压除以 R1 与 R2 之和,并且一直在流动。计算器会显示这一电流,便于您与电路的需要相比较。
资料来源
- Wikipedia:Voltage divider,Vout = R2/(R1+R2) × Vin(英文)
- Wikipedia:E series of preferred numbers,E24 值(IEC 60063)(英文)
- Wikipedia:Series and parallel circuits,并联电阻(英文)
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。