Spanningsdeler berekenen (met of zonder belasting)
Bereken de uitgangsspanning van een weerstandsspanningsdeler, eventueel belast met een weerstand over R2.
Rekenmachine
De uitgangsspanning is 8,00 V.
Een spanningsdeler is twee weerstanden in serie tussen je voedingsspanning en massa; op het knooppunt tussen beide ontstaat een lagere, instelbare spanning. Het is een van de meest gebruikte schakelingen in de elektronica: om een referentiespanning te maken, een sensorsignaal te schalen, of een spanning naar een veilig niveau voor een microcontroller-ingang te brengen.
De onbelaste uitgangsspanning volgt rechtstreeks uit de verhouding van de weerstanden: Vout = Vin · R2/(R1+R2). Zodra je echter een belasting aan de uitgang hangt (bijvoorbeeld de ingang van een schakeling), staat die parallel aan R2 en zakt de uitgangsspanning. Deze calculator laat beide zien, zodat je meteen ziet of je deler "stijf" genoeg is.
De formule
Onbelast : Vout = Vin · R2 / (R1 + R2)\nBelast : R2' = R2 ∥ Rlast, dan Vout = Vin · R2' / (R1 + R2')
- Vin — ingangsspanning (V)
- R1 — bovenste weerstand
- R2 — onderste weerstand
- Rlast — belasting over R2
Uitgewerkt voorbeeld
Vin = 12 V, R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ, onbelast.
Vout = 12 · 2000/(1000+2000) = 12 · 2/3 = 8 V. Hang je er een belasting van 2 kΩ aan, dan wordt R2 effectief 1 kΩ (2k ∥ 2k) en zakt Vout naar 12 · 1000/2000 = 6 V — een flinke daling, het teken dat de deler te "zwak" is voor die belasting.
Het « waarom » & de praktijk
De gouden regel: een spanningsdeler is alleen nauwkeurig als de stroom door de deler véél groter is dan de stroom die de belasting trekt. Vuistregel: kies de deler zo dat de "rustromstroom" minstens tien keer de belastingsstroom is. Maak je de weerstanden te groot (om energie te sparen), dan wordt de uitgang gevoelig voor belasting en ruis; maak je ze te klein, dan verspil je stroom. Voor een instelbare referentie of een laagvermogen-ontwerp is een spanningsdeler prima; om een schakeling te voeden is hij ongeschikt — gebruik dan een spanningsregelaar.
Wil je weten hoe de stroom zich over twee parallelle takken verdeelt, gebruik dan de stroomdeler. Voor het kiezen van standaardwaarden die de gewenste verhouding benaderen, helpt de E-reeks-tool.