เครื่องคำนวณตัวแบ่งแรงดัน

คำนวณแรงดันขาออกจากวงจรแบ่งแรงดัน เพียงระบุแรงดันขาเข้า ค่า R1 และ R2 เพื่อหา Vout ทันที รองรับการคำนวณย้อนกลับ พร้อมแผนภาพวงจร สูตรคำนวณทีละขั้นตอน และการวิเคราะห์การสูญเสียกำลังไฟฟ้า

⚡ ตัวอย่างด่วน — คลิกเพื่อกรอกข้อมูล:

12V → 6V (R เท่ากัน) 5V → 3.3V 9V → 2.25V หา R2: 12V → 3.3V หา R1: 24V → 5V

แผนภาพวงจรแบบโต้ตอบ

Vin ⊕

— V

GND ⊖

—

⚡ คำนวณ Vout จาก R1 & R2

🔍 หาค่า R1 ตามค่า Vout ที่ต้องการ

🔍 หาค่า R2 ตามค่า Vout ที่ต้องการ

V แรงดันขาเข้า (Vin)

R1 ตัวต้านทาน R1

ตัวต้านทานตัวบน (ฝั่ง Vin)

R2 ตัวต้านทาน R2

ตัวต้านทานตัวล่าง (ฝั่ง GND)

Embed เครื่องคำนวณตัวแบ่งแรงดัน Widget

เกี่ยวกับ เครื่องคำนวณตัวแบ่งแรงดัน

เครื่องคำนวณตัวแบ่งแรงดัน เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์อเนกประสงค์ที่คำนวณแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครือข่ายตัวแบ่งตัวต้านทาน รองรับสามโหมด: การคำนวณไปข้างหน้า (หา Vout จาก R1 และ R2) และโหมดคำนวณย้อนกลับสองโหมด (หา R1 หรือ R2 สำหรับแรงดันขาออกที่ต้องการ) เครื่องมือนี้ยังให้ข้อมูลการไหลของกระแส การวิเคราะห์การสิ้นเปลืองพลังงาน และการแยกสูตรทีละขั้นตอนเพื่อช่วยในการออกแบบวงจร

ตัวแบ่งแรงดันคืออะไร?

ตัวแบ่งแรงดันเป็นหนึ่งในวงจรพื้นฐานที่สุดในอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบด้วยตัวต้านทานสองตัว (R1 และ R2) ต่ออนุกรมกันระหว่างแรงดันขาเข้า (Vin) และกราวด์ แรงดันขาออก (Vout) จะถูกดึงออกมาจากจุดเชื่อมต่อระหว่าง R1 และ R2

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

แรงดันขาออกจะเป็นเศษส่วนของแรงดันขาเข้าเสมอ โดยกำหนดโดยอัตราส่วนของ R2 ต่อความต้านทานรวม (R1 + R2) หลักการง่ายๆ นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนต่อประสานเซ็นเซอร์ การปรับสภาพสัญญาณ วงจรไบแอส และการเปลี่ยนระดับแรงดัน

วิธีใช้งานเครื่องคำนวณตัวแบ่งแรงดัน

ขั้นตอนที่ 1: เลือกโหมดการคำนวณ

เลือกหนึ่งในสามโหมด:

คำนวณ Vout: ป้อน Vin, R1 และ R2 เพื่อหาแรงดันขาออก
หาค่า R1: ป้อน Vin, R2 และ Vout ที่คุณต้องการเพื่อหาค่า R1 ที่จำเป็น
หาค่า R2: ป้อน Vin, R1 และ Vout ที่คุณต้องการเพื่อหาค่า R2 ที่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 2: ป้อนแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

ป้อนแรงดันไฟฟ้าขาเข้า (Vin) ของวงจรของคุณในหน่วยโวลต์ นี่คือแหล่งจ่ายแรงดันที่ขับเคลื่อนตัวแบ่ง

ขั้นตอนที่ 3: ป้อนค่าตัวต้านทาน

ป้อนค่าความต้านทานพร้อมหน่วยที่เหมาะสม (Ω, kΩ หรือ MΩ) ในโหมดคำนวณย้อนกลับ ให้ป้อนค่าตัวต้านทานที่ทราบและแรงดันขาออกเป้าหมายของคุณ

ขั้นตอนที่ 4: คลิกคำนวณ

คลิกปุ่มคำนวณเพื่อดูแรงดันขาออก อัตราส่วนตัวแบ่ง การไหลของกระแส และการสิ้นเปลืองพลังงานสำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว

การประยุกต์ใช้งานตัวแบ่งแรงดันที่พบบ่อย

การประยุกต์ใช้งาน	ค่าทั่วไป	หมายเหตุ
การเปลี่ยนระดับ 5V → 3.3V	R1 = 1.7kΩ, R2 = 3.3kΩ	พบบ่อยสำหรับการเชื่อมต่อ Arduino กับ ESP32
แรงดันอ้างอิงเซ็นเซอร์ 12V → 5V	R1 = 7kΩ, R2 = 5kΩ	ใช้ในวงจรเซ็นเซอร์รถยนต์
ตัวตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่	R1 = 100kΩ, R2 = 100kΩ	ลดแรงดันลงครึ่งหนึ่งสำหรับอินพุต ADC
ตัวควบคุมระดับเสียงเสียง	โพเทนชิโอมิเตอร์ (R แบบปรับค่าได้)	ตัวแบ่งแรงดันแบบปรับได้
เครือข่ายป้อนกลับ (Feedback)	แตกต่างกันไปตามตัวรักษาระดับ	ตั้งค่าเอาต์พุตของตัวรักษาระดับแบบปรับได้ (LM317 และอื่นๆ)

การทำความเข้าใจผลกระทบจากการต่อโหลด

สูตรตัวแบ่งแรงดันสมมติว่าไม่มีกระแสไหลออกจากโหนดเอาต์พุต ในทางปฏิบัติ โหลดที่เชื่อมต่อจะดึงกระแสและส่งผลต่อแรงดันขาออก ความต้านทานโหลดจะปรากฏขนานกับ R2 ซึ่งจะช่วยลดค่า R2 และทำให้ Vout ต่ำลงอย่างมีประสิทธิภาพ

เพื่อลดผลกระทบจากการต่อโหลด:

อิมพีแดนซ์ของโหลดควรมีค่าอย่างน้อย 10 เท่าของ R2
ใช้บัฟเฟอร์ (op-amp voltage follower) ระหว่างเอาต์พุตของตัวแบ่งและโหลด
ใช้ตัวต้านทานที่มีค่าต่ำกว่าสำหรับตัวแบ่ง (โดยแลกกับกระแสที่สูงขึ้น)

ข้อควรพิจารณาเรื่องการสิ้นเปลืองพลังงาน

ตัวต้านทานแต่ละตัวในตัวแบ่งจะกระจายพลังงานในรูปของความร้อน พลังงานรวมที่ตัวแบ่งใช้คือ:

P_รวม = Vin² / (R1 + R2)

ความต้านทานรวมที่ต่ำกว่าหมายถึงกระแสที่มากขึ้นและการสิ้นเปลืองพลังงานที่มากขึ้น สำหรับวงจรที่ใช้แบตเตอรี่ ให้ใช้ตัวต้านทานที่มีค่าสูงกว่า (ช่วง 100kΩ) เพื่อลดกระแสขณะสแตนด์บาย ตัวต้านทานมาตรฐาน 1/4W สามารถรับกำลังไฟได้สูงสุด 250mW ต่อตัว

ค่าตัวต้านทานมาตรฐาน (ซีรีส์ E12)

ช่วงสิบเท่า (Decade)	ค่า
1Ω – 8.2Ω	1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
10Ω – 82Ω	10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
100Ω – 820Ω	100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 820
1kΩ – 8.2kΩ	1k, 1.2k, 1.5k, 1.8k, 2.2k, 2.7k, 3.3k, 3.9k, 4.7k, 5.6k, 6.8k, 8.2k
10kΩ – 82kΩ	10k, 12k, 15k, 18k, 22k, 27k, 33k, 39k, 47k, 56k, 68k, 82k
100kΩ – 1MΩ	100k, 120k, 150k, 180k, 220k, 270k, 330k, 390k, 470k, 560k, 680k, 820k, 1M

ตัวแบ่งแรงดัน เทียบกับ ตัวรักษาระดับแรงดัน

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยคือการใช้ตัวแบ่งแรงดันเป็นแหล่งจ่ายไฟ นี่คือการเปรียบเทียบ:

ตัวแบ่งแรงดัน: เอาต์พุตเปลี่ยนตามโหลด, ไม่มีประสิทธิภาพ, มีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันระดับสัญญาณกระแสต่ำเท่านั้น
ตัวรักษาระดับแรงดัน (เช่น LM7805, LM317): รักษาแรงดันขาออกให้คงที่โดยไม่คำนึงถึงโหลด, มีประสิทธิภาพมากกว่ามากสำหรับการจ่ายไฟให้วงจร

ใช้ตัวแบ่งแรงดันสำหรับแรงดันอ้างอิง ส่วนต่อประสานเซ็นเซอร์ และการปรับสภาพสัญญาณ — ไม่ใช่สำหรับจ่ายไฟให้กับวงจรอื่น

คำถามที่พบบ่อย

ตัวแบ่งแรงดันคืออะไร?

ตัวแบ่งแรงดันคือวงจรอย่างง่ายที่ใช้ตัวต้านทานสองตัว (R1 และ R2) ต่ออนุกรมกันเพื่อสร้างแรงดันขาออก (Vout) ซึ่งเป็นเศษส่วนของแรงดันขาเข้า (Vin) โดยดึงเอาต์พุตออกมาจากจุดเชื่อมต่อระหว่างตัวต้านทานทั้งสอง สูตรคือ Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

ฉันจะคำนวณแรงดันขาออกของตัวแบ่งแรงดันได้อย่างไร?

ใช้สูตร Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) ตัวอย่างเช่น หาก Vin = 12V, R1 = 10kΩ และ R2 = 10kΩ เอาต์พุตจะเป็น 12 × 10000 / (10000 + 10000) = 6V

ทำไมการต่อโหลดถึงมีผลต่อแรงดันขาออกของตัวแบ่งแรงดัน?

เมื่อเชื่อมต่อโหลดขนานกับ R2 จะทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานขนานกับ R2 ซึ่งช่วยลดค่า R2 ที่มีผลจริง ทำให้แรงดันขาออกลดลงต่ำกว่าค่าที่คำนวณได้แบบไม่มีโหลด เพื่อลดผลกระทบนี้ อิมพีแดนซ์ของโหลดควรมีค่าอย่างน้อย 10 เท่าของ R2

ฉันสามารถใช้ตัวแบ่งแรงดันเป็นแหล่งจ่ายไฟได้หรือไม่?

ไม่แนะนำให้ใช้ตัวแบ่งแรงดันเป็นแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากแรงดันขาออกจะเปลี่ยนตามกระแสโหลด สิ้นเปลืองพลังงานผ่านตัวต้านทาน และมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ดี ควรใช้ตัวรักษาระดับแรงดัน (เช่น LM7805 หรือ LM317) แทนสำหรับการจ่ายไฟให้กับวงจร

ฉันควรเลือกค่าตัวต้านทานสำหรับตัวแบ่งแรงดันอย่างไร?

ขั้นแรกให้กำหนดอัตราส่วน R2/(R1+R2) ที่จำเป็นสำหรับแรงดันเป้าหมายของคุณ จากนั้นเลือกค่าที่รักษาให้กระแสไฟฟ้ารวมอยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม (โดยทั่วไปคือ 1-10mA สำหรับตัวแบ่งสัญญาณ) ใช้ค่าตัวต้านทานมาตรฐาน (ซีรีส์ E12 หรือ E24) ความต้านทานต่ำหมายถึงกระแสที่มากขึ้นและการตอบสนองที่เร็วขึ้น แต่สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น