§ 02

Spannungsteiler

Hvilken udgangsspænding giver de to modstande i en spændingsdeler?

Antwort: En spændingsdeler består af to modstande i serie. Udgangsspændingen tages over R2 og beregnes som Uud = Uind · R2 / (R1 + R2). Bruges fx til at skalere et sensorsignal ned til et mikrocontroller-input.

Formel

Uud = Uind · R2 / (R1 + R2)

Modstandene er i serie, så samme strøm I = Uind / (R1 + R2) løber gennem begge. Udgangsspændingen er spændingsfaldet over R2: Uud = I · R2.

Symbole und Einheiten in der Formel
Symbol	Bedeutung	Einheit
uind	Eingangsspannung	V
r1	Modstand R1 (øverst)	Ω
r2	Modstand R2 (mod stel)	Ω
=	Ausgangsspannung	V
=	Strøm gennem deleren	mA

Gültigkeit und Quelle

Quelle: Spændingsdeler-reglen

Gilt nicht, wenn

Forudsætter at belastningen på udgangen trækker ubetydelig strøm i forhold til deleren. Ellers skal belastningsmodstanden regnes parallelt med R2.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

Eingangsspannung5 V
Modstand R1 (øverst)1.000 Ω
Modstand R2 (mod stel)2.000 Ω

Geber

Ausgangsspannung3,333 V
Strøm gennem deleren1,667 mA

Nur für Mitglieder

Der Rechner selbst ist gesperrt

Lege einen kostenlosen Zugang an, um alle Artikel, Rechner, Vorlagen und das Sortiment freizuschalten — und Zugriff auf Quizze und Klassen zu erhalten. Es dauert unter einer Minute: Name, E-Mail und ein Passwort. Keine Zahlungskarte.

Kostenlosen Benutzer erstellen →Anmelden

Willst du zuerst etwas ausprobieren? Sieh, was du ohne Konto nutzen kannst — der Junior-Bereich, das Lexikon, die Videos und mehr.

Sådan bruger du den

En spændingsdeler bruger du, når et signal er for højt til det input, det skal ind i. Det kan være en batterispænding, der skal måles af en mikrocontroller på 3,3 V, eller en 5 V-linje, der skal ned til 3,3 V-logik. Beregneren viser både udgangsspændingen og strømmen, deleren selv trækker.

Schritt für Schritt

Skriv den højeste spænding op, der kan komme ind på deleren, fx ladespændingen og ikke kun hvilespændingen.
Vælg R2 mod stel og R1 øverst. Udgangen tages over R2.
Gang indgangsspændingen med R2, og del med summen af R1 og R2.
Tjek at udgangen ligger under inputtets maksimum, også ved den højeste indgangsspænding.
Se på strømmen gennem deleren. Lavere strøm sparer batteri, men gør deleren mere følsom for belastning.

Typische Fehler

At regne med hvilespændingen og glemme ladespænding eller spidser. Det er den højeste spænding, der skal holdes under inputtets maksimum.
At bytte om på R1 og R2. Udgangen tages over modstanden mod stel.
At belaste udgangen med et input, der trækker mærkbar strøm. Så ligger belastningen parallelt med R2, og spændingen falder.
At vælge meget store modstande for at spare strøm. ADC'ens egen indgangsstrøm og støj giver så forkerte målinger.

Beispiele aus dem Alltag

Batterimåling på en 3,3 V-mikrocontroller

Du bygger en dataopsamler, der skal måle et 12 V blybatteri med en ADC, som højst tåler 3,3 V. Du prøver med 27 kΩ og 10 kΩ.

Eingangsspannung: 12 V
Modstand R1 (øverst): 27.000 Ω
Modstand R2 (mod stel): 10.000 Ω

Es bedeutet: Ved 12 V kommer der 3,243 V ud til ADC'en, og deleren trækker 0,324 mA fra batteriet. Det ser fint ud i hvile, men se næste eksempel, før du lodder.

Samme deler, mens batteriet lades

Under ladning står batteriet på 14,4 V. Med 27 kΩ ville ADC'en få over 3,3 V, så du skifter R1 til 39 kΩ.

Eingangsspannung: 14,4 V
Modstand R1 (øverst): 39.000 Ω
Modstand R2 (mod stel): 10.000 Ω

Es bedeutet: Selv ved ladespændingen får ADC'en nu kun 2,939 V, og deleren trækker 0,294 mA. Der er margin til et lille overshoot.

5 V-signal ned til 3,3 V-logik

En sensor sender sit UART-signal med 5 V, men modtageren er en 3,3 V-chip. Du sætter 1 kΩ og 2 kΩ i signalvejen.

Eingangsspannung: 5 V
Modstand R1 (øverst): 1.000 Ω
Modstand R2 (mod stel): 2.000 Ω

Es bedeutet: Et højt signal bliver til 3,333 V, og der løber 1,667 mA i deleren. Det passer til 3,3 V-logik, men ved høje baudrater kan deleren runde flankerne af.

Faustregel

To ens modstande halverer spændingen. Med R2 dobbelt så stor som R1 får du to tredjedele ud.

So überprüfst du die Antwort

Udgangsspændingen skal altid være lavere end indgangen og tættest på den, når R2 er den største modstand. Mål på udgangen med et multimeter, før du sætter chippen på.