電圧分割計算機

カテゴリー：物理学
- 2025年8月21日
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抵抗器分圧回路における出力電圧、電流、および電力を計算します。電子プロジェクトのために分圧器を簡単に分析および設計します。

回路パラメータ

Vin R1 R2 GND Vout
V
電源電圧（バッテリー、電源）
分圧器の上部抵抗
分圧器の下部抵抗
出力に接続された並列抵抗（負荷なしの場合は空白のままにしてください）
Vin R1 = ? R2 = ? GND Vout
V
V
入力電圧より小さくする必要があります
R1 + R2 の合計（電流の引き出しに影響）

分圧器の理解

分圧器は、2つの抵抗器を直列に使用して、入力電圧の一部を出力電圧として生成するシンプルな回路です。

主要な公式
  • 出力電圧: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
  • 分圧器を通る電流: I = Vin / (R1 + R2)
  • 電力損失: PR1 = I2 × R1, PR2 = I2 × R2
設計上の考慮事項
  • 負荷効果: 出力に負荷が接続されると、R2と並列回路を形成し、有効抵抗と出力電圧が変化します
  • 電力損失: 放出される電力を処理するために適切な電力定格の抵抗器を選択してください
  • 電流引き出し: 高い抵抗値は電流引き出しと電力消費を減少させますが、特定の負荷での性能に影響を与える可能性があります
  • 標準値: 実際の抵抗器は標準値で提供されます。計算された値は利用可能な抵抗値に丸める必要があるかもしれません
応用
  • レベルシフト: 高い電圧を低い電圧に変換する（例：12Vから5V）
  • バイアス: 増幅器や他の回路の基準電圧を設定する
  • センシング: フォトレジスタやサーミスタのような変動する抵抗を読み取る
  • 信号減衰: 音声や測定アプリケーションで信号の振幅を減少させる

免責事項: この計算機は理想的な部品に基づいた理論値を提供します。実際の結果は部品の公差、温度効果、その他の要因により異なる場合があります。常に実際の測定で回路の性能を確認してください。

使用される主要な公式:

  • 出力電圧: \( V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \)
  • 電流: \( I = \frac{V_{in}}{R_1 + R_2} \)
  • 電力: \( P_{R1} = I^2 \times R_1 \), \( P_{R2} = I^2 \times R_2 \), \( P_{load} = \frac{V_{out}^2}{R_{load}} \) (負荷がある場合)

電圧分圧器計算機とは何ですか？

電圧分圧器計算機は、電圧分圧回路を分析し設計するための使いやすいツールです。小さなDIY電子プロジェクトに取り組んでいる場合でも、コンポーネントの電圧出力を迅速に見積もる必要がある場合でも、このツールは迅速かつ正確な結果を提供します。

出力電圧、回路を流れる電流、抵抗器で消散する電力などの主要な値を計算します。既知の抵抗値を入力して出力を得ることも、目標出力電圧を入力して推奨抵抗値を受け取ることもできます。

この計算機を使用する理由は何ですか？

電圧分圧回路は、レベルシフト、基準電圧の生成、信号調整のために電子機器で一般的に使用されます。この計算機は、設計が意図した電圧と電力の要件を満たすことを保証するのに役立ちます—試行錯誤なしで。

電圧降下計算機のようにワイヤの電圧損失を確認したり、ワット計算機で電力使用量を見積もったりするツールと同様に、電圧分圧器計算機は計画を簡素化し、回路設計の精度を向上させます。

計算機の使い方

1. 出力電圧を計算する

  • 入力電圧（Vin）を入力します — これはバッテリーや電源などのソースです。
  • R1とR2の値を入力します — これらは分圧器の上部と下部の抵抗器です。
  • （オプション）出力から電力を引き出す別のコンポーネントがある場合は、負荷抵抗を追加します。
  • 計算をクリックして、出力電圧、電流、および電力の結果を表示します。

2. 目標出力電圧の設計

  • 入力電圧と希望する出力電圧を提供します。
  • 合計抵抗値（R1 + R2）を設定します。これは合計電流の引き出しに影響します。
  • （オプション）出力に接続されたデバイスがある場合は、負荷抵抗を入力します。
  • ツールは目標を達成するための抵抗値を推奨し、標準抵抗値がどれほど近いかを強調表示します。

このツールから恩恵を受けるのは誰ですか？

  • 学生: 抵抗値が出力電圧と電流に与える影響をリアルタイムで理解します。
  • ホビイスト: 煩わしい手動計算なしで回路を迅速にプロトタイプします。
  • 技術者とエンジニア: アナログ回路を設計する際や、負荷下でのコンポーネントの動作を評価する際に時間を節約します。

この計算機は、電力消費を評価するためのワット計算機や、配線評価のための電圧降下計算機など、他のツールを補完することができます。

よくある質問（FAQ）

電圧分圧器とは何ですか？

電圧分圧器は、2つの抵抗器を直列に使用して電圧を減少させるシンプルな回路です。基準電圧を生成したり、回路の特定の部分の電圧を減少させたりするために一般的に使用されます。

なぜ負荷抵抗はオプションですか？

負荷抵抗は、出力に接続された実際のデバイスを表します。これを含めることで、並列抵抗の影響により出力電圧のより正確な予測が得られます。

計算された抵抗値が標準でない場合はどうなりますか？

ツールは、E12シリーズから最も近い標準抵抗値を提案します。また、この代替がどれだけの誤差をもたらすかを推定し、調整が必要かどうかを判断するのに役立ちます。

これは電圧降下計算機とどう違いますか？

電圧降下計算機は、ワイヤに沿った電圧損失に焦点を当てています。一方、この電圧分圧器計算機は、抵抗器を通じて意図的に電圧が減少する様子を分析します。どちらも回路の異なる部分で適切な電圧レベルを確保するために重要です。

まとめ

電圧分圧器計算機は、電子設計のための実用的で効率的なツールです。シンプルな回路を作成する場合でも、出力電圧レベルを微調整する場合でも、この計算機は迅速に重要な洞察を提供します。そのユーザーフレンドリーなインターフェースは、気候分析のための熱指数ツールや生産性追跡のための作業時間計算アプリなど、他のツールとともに役立つコンパニオンとなります。