Как я могу проверить, что напряжение на выходе этого делителя напряжения составляет 2,25 В?


10

Отсюда я узнал о делителях напряжения и решил попробовать испытательную схему в своей учебной лаборатории Radioshack. При входном напряжении 4,5 В и двух резисторах 1000 Ом я ожидал, что выходное напряжение будет 4,5 * (1000 / (1000 + 1000)) = 2,25 В.

Посмотрев на это , я подумал, что единственный способ измерить выходное напряжение делителя - это измерить падение напряжения резистора (в противном случае я просто получу показание 0 В), поэтому я добавил резистор 1000 Ом в цепь ( R3 на чертеже ниже). Я измерил напряжение на этом дополнительном резисторе, но я получил 1,48 В для выходного напряжения. Мне показалось странным, что когда я использовал резисторы с более высоким сопротивлением, выход падения напряжения становился все ближе и ближе к 2,25 В (максимальное значение, которое я сделал, 1 МОм, привело к желаемому показанию 2,25 В).

Могу ли я использовать резисторы типа R3 для проверки выходного напряжения, выходящего из этого делителя напряжения? Если нет, то как я могу проверить измерениями, что этот делитель напряжения дает выход, который, я уверен, составляет 2,25 В?

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

введите описание изображения здесь


3
Ваш резистор 1k R3 теперь означает, что нижний резистор в делителе потенциала R2 || R3 = 500 Ом. Почему бы просто не вставить мультиметр прямо через R2?
— Том Карпентер

@ TomCarpenter О, это не пришло мне в голову. Извините, я все еще привыкаю к ​​мультиметру и измеряю его. Я могу принять ваш комментарий в качестве ответа, спасибо.
— DragonautX

1
Вы изменили схему, добавив дополнительный резистор. Так что теперь это больше не потенциальный делитель с двумя резисторами по 1000 Ом.
— user253751

Это хороший вопрос для начинающих. ОП изучает, как на схемы влияют другие части, и это приводит к пониманию входного и выходного импедансов, нагрузки и т. Д. Мне нечего добавить к отличным ответам, отсюда и комментарий.
— Ян Блэнд

Ответы:


16

Добро пожаловать в резистивные потенциальные делители, если вы их загрузите, они меняются.

Вы выполнили расчет с R1 и R2, формирующими делитель потенциала, чтобы найти выходное напряжение. Однако теперь вы добавляете дополнительный резистор R3. Это означает, что нижний резистор в делителе потенциала теперь фактически R2 || R3 (R2 параллельно с R3).

В нашем схематическом примере теперь у вас есть нижний резистор в делителе потенциала R2 || R3 = 500 Ом. Это очень отличается от значения, которое вы рассчитали в первую очередь. Если вы повторите расчет еще раз, вы получите:

Vo=Vi×R2||R3R2||R3+R1=4.5×5001500=1.5V

близко к тому, что вы измерили.

По мере того, как вы увеличиваете и увеличиваете резистор, его влияние становится все меньше и меньше - вы можете видеть, что из расчета R2 || R3 - чем больше вы делаете R3, тем ближе к R2 становится объединенное значение.

Стоит отметить, что если вы пропустите R3 и просто подключите мультиметр к R2, у вас действительно возникнет та же проблема. Мультиметр в режиме напряжения - это, по сути, очень большой резистор, поэтому, если вы подключите его к своей схеме, он все равно будет иметь эффект нагрузки - по сути, он станет R3. Однако сопротивление мультиметра очень велико (обычно> 10 МОм), поэтому оно окажет очень небольшое влияние на вашу цепь.


2

Просто удалите R3. Мультиметр уже имеет очень высокое входное сопротивление.


Можете ли вы дать немного больше объяснения того, что это делает? Кроме того, ты расширяешь то, что Том сказал выше?
— Кортук

2

Вы правы, что хотите «измерить падение напряжения на резисторе». Тем не менее, R2 это тот резистор . Вам не нужно ничего добавлять - просто измерьте падение напряжения на R2.


0

Лучший способ проверить узел напряжения точно, с «высоким» входным сопротивлением доказать. Это может быть осциллограф или вольтметр на 10 МОм. Хотя вольтметр, который вы используете, не очень хорош, основная причина того, что вы не видите ожидаемого напряжения, состоит в том, что у вас есть другой резистор (R3) на резисторе (R2), который вы измеряете. Точность улучшится, если вы удалите R3.


0

Вы пытаетесь использовать / неправильно использовать заученную формулу, когда все, что вам нужно, это закон Ома. Думайте об этом так: ток течет от BAT1 и проходит через R1. Затем он разделяется на 2. Ровно 1/2 проходит через R2, а другая 1/2 проходит через R3. Поскольку R2 и R3 каждый видит вдвое меньше тока, чем R1, напряжение на паре вдвое меньше, чем на R1. Это означает, что напряжение на них также составляет 1/2 (закон Ома) напряжения на R1, или 1/3 напряжения BAT1. Напряжение составляет / должно быть 1,5 В.

Эквивалентное сопротивление параллельных резисторов также можно найти, применяя закон Ома. После некоторой алгебры вы обнаружите, что она равна произведению на сумму значений резисторов. R2 и R3 вместе выглядят как 500 Ом.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.