分压公式详解

分压器是一种用于将输入电压的一部分作为输出生成的电路。它通常由两个电阻和一个电压源构建而成,其中电阻串联连接。电压随后施加在这两个电阻上。它也被称为电位器,因为它能将高电压转换为低电压。它是由一系列电阻或电容组成的电路,可以在电路中的任意点进行分压,从而在其两端产生精确比例的电压。

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> Vout = Vin × R2/(R1 + R2)

>

>

>

> 其中,

>

>

>

> Vout 是输出电压,

>

>

>

> Vin 是输入电压,

>

>

>

> R1 是输入电阻,

>

>

>

> R2 是输出电阻。

分压公式的推导

让我们考虑下面的电路:

!<a href="https://media.geeksforgeeks.org/wp-content/uploads/20230727203749/circuitimprovement.png">circuitimprovement

R1 两端的电压降为 V1

R2 两端的电压降为 V2

输入电压 (V) = V1 + V2

根据欧姆定律,

V1 = I * R1 ⋯⋯⋯➀

V2 = I * R2 ⋯⋯⋯➁

此外,

V = I * Req

V = I * (R1 + R2)

⇒I = V/(R1+R2) ⋯⋯⋯➂

将 ➂ 代入 ➀ 和 ➁,我们得到:

V1 = V * R1/(R1 + R2)

V2 = V * R2/(R1 + R2)

分压公式例题

问题 1. 计算一个分压电路的输出电压,该电路有两个电阻,分别为 3 Ω 和 6 Ω,输入电压为 15 V。其中 6 Ω 的电阻与输出电压并联(指作为输出负载)。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 3

>

>

>

> R2 = 6

>

>

>

> Vin = 15

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> Vout = 15 × (6/(3 + 6))

>

>

>

>

> = 15 × 2/3

>

>

>

> = 10 V

问题 2. 计算一个分压电路的输出电压,该电路有两个电阻,分别为 2 Ω 和 5 Ω,输入电压为 7 V。其中 5 Ω 的电阻与输出电压并联。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 2

>

>

>

> R2 = 5

>

>

>

> Vin = 7

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> Vout = 7 × (5/(2 + 5))

>

>

>

>

> = 7 × 5/7

>

>

>

> = 5 V

问题 3. 计算一个分压电路的输入电压,该电路有两个电阻,分别为 3 Ω 和 5 Ω,输出电压为 8 V。其中 5 Ω 的电阻与输出电压并联。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 3

>

>

>

> R2 = 5

>

>

>

> Vout = 8

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> => 8 = Vin × (5/(3 + 5))

>

>

>

> => 8 = Vin × 5/8

>

>

>

> => Vin = 64/5

>

>

>

> => Vin = 12.8 V

问题 4. 计算一个分压电路的输入电压,该电路有两个电阻,分别为 4 Ω 和 7 Ω,输出电压为 49 V。其中 7 Ω 的电阻与输出电压并联。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 4

>

>

>

> R2 = 7

>

>

>

> Vout = 49

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> => 49 = Vin × (7/(4 + 7))

>

>

>

> => 49 = Vin × 7/11

>

>

>

> => Vin = 539/7

>

>

>

> => Vin = 77 V

问题 5. 计算一个分压电路的输出电阻,该电路的输入电阻为 3 Ω,输入电压为 7 V,输出电压为 5 V。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 3

>

>

>

> Vin = 7

>

>

>

> Vout = 5

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> => 5 = 7 × (R2/(3 + R2))

>

>

>

> => 0.71 + 0.71 R2 = R2

>

>

>

> => 0.29 R2 = 0.71

>

>

>

> => R2 = 2.44 Ω

问题 6. 计算一个分压电路的输出电阻,该电路的输入电阻为 6 Ω,输入电压为 20 V,输出电压为 15 V。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R1 = 6

>

>

>

> Vin = 20

>

>

>

> Vout = 15

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> => 15 = 20 × (R2/(6 + R2))

>

>

>

> => 4.5 + 0.75 R2 = R2

>

>

>

> => 0.25 R2 = 4.5

>

>

>

> => R2 = 18 Ω

问题 7. 计算一个分压电路的输入电阻,该电路的输出电阻为 10 Ω,输入电压为 30 V,输出电压为 20 V。
解答:

> 我们已知,

>

>

>

> R2 = 10

>

>

>

> Vin = 30

>

>

>

> Vout = 20

>

>

>

> 使用公式,我们得到:

>

>

>

> => 20 = 30 × (10/(R1 + 10))

>

>

>

> => 20 = 300/(R1 + 10)

>

>

>

> => R1 + 10 = 15

>

>

>

> => R1 = 5 Ω

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