Иногда нужно получить напряжение меньше имеющегося. Простейший способ — два резистора последовательно: это делитель напряжения.
Как это работает
Входное напряжение делится между резисторами пропорционально их сопротивлениям. Выходное снимается с нижнего резистора:
Uвых = Uвх · R2 / (R1 + R2)
Чем больше доля R2 в сумме, тем больше выходное напряжение.
Делитель удобен для сигналов и измерений. Но «питать» им мощную нагрузку нельзя: под нагрузкой выходное напряжение проседает, ведь нагрузка меняет соотношение сопротивлений.
Проверьте на практике
Двигайте резисторы и смотрите, как делится входное напряжение между ними.
Разберём на примере
Делитель из двух одинаковых резисторов даёт ровно половину входного напряжения. Вы подключаете к выходу нагрузку — вход измерительной схемы с сопротивлением, сравнимым с резисторами делителя.
Шаг 1 — ваш прогноз
Что станет с напряжением на выходе делителя?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шаг 3 — объяснение
Делитель отдаёт половину только на холостом ходу. Подключённая нагрузка оказывается параллельно нижнему резистору, их общее сопротивление становится меньше, и соотношение плеч смещается — выходное напряжение падает. Чем меньше сопротивление нагрузки относительно резисторов делителя, тем сильнее просадка. Поэтому делитель как источник питания не годится: он рассчитан на то, что нагрузка почти ничего не берёт.
Границы модели. Модель не учитывает мощность, рассеиваемую на резисторах, и допуск их номиналов. При маленьких сопротивлениях делитель греется, а разброс номиналов сдвигает точку деления.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите на реальную задачу: вам нужно подать 5 В с батарейки на вход ADC микроконтроллера, рассчитанный на 3,3 В. Почему здесь делитель работает, а для питания той же платы — нет?