分压器

分压器是一种常用的电路，它将施加的总电压分割成一个更小的期望电压水平。

图1显示了一个简单的分压器使用固定电阻说明其功能。为了说明这一点，我们假设电阻串联在一起，所有从5V电压源流出的电流，直接通过R1流入R2，然后回到电压源(没有电流绕过V)_出线)。

在“按钮控制led”项目中，我们简要地提到了基尔霍夫电压定律(KVL)，即电路回路中的电压降之和(元件间的势能差)必须等于零。我们将使用这个特性来确定示例电路中各个元件的压降。

图2是同一分压器电路的简化框图。沿着电路顺时针旋转，我们可以把每个分量的压降作为控制方程中的一项。术语的符号由终端机决定。例如，从起点顺时针方向，到达的第一个分量是电压源。这一项的符号是负的，因为我们进入了电压源的负端。(这与基尔霍夫的电压定律以及主动/被动符号约定有关，如果这看起来有点陌生的话)。

所以总的来说，控制方程是:

$$\大-5V + V_{R1} + V_{R2} = 0V$$

通过$R_{1}$和$R_{2}$的电压降是未知的，因此我们将它们分别指定为$V_{R1}$和$V_{R2}$。这就留给我们一个有两个未知数的方程。

利用欧姆定律$(V = IR)$，我们可以将方程简化为一个未知变量。

$$\大5v + R_{1}I + R_{2}I = 0V$$

(记住两个电阻是串联的，所以流过$R_{1}$和$R_{2}$的电流是一样的)。

重新整理方程:

$$I = \large5V * \frac{1}{R_{1} + R_{2}}$$

这告诉我们流过每个电阻的电流的确切值。有了这个值，我们可以通过简单地将电流值乘以各分量的电阻值(欧姆定律的另一个应用)来得到单个电压降。

因此:

$ $ \大型V_ {R2} = I * R2 = 5 v * \压裂{R2} {R1 + R2} $ $

$ $ \大型V_ {R1} = I * R1 = 5 v * \压裂{R1} {R1 + R2} $ $

回到图2,V_出为通过$R_{2}$的电压降(电阻值如下所示)。

$ $ R_ {2} = 2 kω\ $ $ $ $ R_ {1} = 1 kω\ $ $ $ $ \大型\压裂{2 kω\}{1 kω\ω+ 2 k \} * 5 v =输出电压= 3.3 v $ $

一般来说，可以用一个封闭形式的方程来确定分压器的输出。

$ $ \大型V_{出}= V_{来源}\压裂{R_{出来}}{R_ + R_{1}{2}…R_ {n}} $ $

其中$R_{1} + R_{2}…R_{n}$是串联的任意数量的电阻(可以有两个以上)，$R_{out}$是你测量其电压降作为电路输出的电阻。(同样需要注意的是，这个方程只适用于串联的电阻)。