電壓分壓器計算器

電壓分壓器是電子學中最基本的電路之一。它由兩個電阻串聯在電源與地之間，輸出電壓取自兩個電阻之間的節點。此電路依據歐姆定律與串聯電阻規則，將輸入電壓按電阻值比例分成較小的輸出電壓。 核心公式是 Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)。這個式子可以用兩步推導：串聯組合中的總電流為 I = Vin / (R1 + R2)，而 R2 上的電壓為 I × R2。代入後即可得到分壓公式。由於 R2 同時出現在分子與分母中，只要電阻為正，輸出電壓一定小於輸入電壓。相等的電阻會得到剛好一半的電源電壓，而不同阻值則會按比例改變輸出。 電壓分壓器廣泛用於電子設計。在感測器介面中，常透過選擇 R1 = 2.2 kΩ、R2 = 3.3 kΩ，將 0–5 V 的感測器輸出縮放到適合微控制器 ADC 的 0–3.3 V。在電晶體偏壓電路中，分壓器用來建立雙極性接面電晶體的基極電壓與靜態工作點。在音訊設備中，可變電阻本質上就是連續可調的分壓器，用來控制音量。數位邏輯電平轉換也常用兩個電阻的分壓網路，把 5 V 邏輯輸出轉成接收裝置的 3.3 V 門檻。 功率耗散是重要的設計考量。每個電阻都會消耗 P = I² × R 瓦，而總耗散等於 Vin² / (R1 + R2)。選用較低阻值的電阻可以提升對負載電流的抗干擾能力，但會浪費更多功率。務必確認計算出的耗散功率遠低於電阻的額定瓦數——常見的安全原則是至少降額 50%，因此 250 mW 的電阻在連續使用時不應超過 125 mW。 未加載的分壓公式對理想電壓源與理想電阻是精確成立的。實務上，任何跨接在 R2 上的負載都會與其形成並聯，降低等效下拉電阻，進而把 Vout 拉低於無負載值。若要準確處理帶載情況，應確保負載電阻至少是 R2 的 10 倍，或在設計中把並聯組合一併考慮。