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計算を入力してください

公式

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結果

出力電圧(Vout)
6
ボルト
分圧比(R2 /(R1+R2)) 0.6667
分圧回路を流れる電流 0.003 A
消費電力 0.027 W

分圧回路とは?

分圧回路は、電子工学でもっとも基本的な回路のひとつです。電源電圧に対して2本の抵抗を直列に接続し、その接続点(中点)から出力を取り出すことで、入力電圧の一部を取り出せます。信号レベルの調整やバイアス点の設定、基準電圧の生成、さらにはポテンショメータやサーミスタといったセンサの読み取りなど、幅広く使われています。

Vinを直列接続した2つの抵抗にかけ、Voutを下側の抵抗から取り出す抵抗分圧回路
基本的な分圧回路:入力電圧を直列の2つの抵抗にかけ、出力をR2から取り出す。

この計算ツールの使い方

入力電圧Vin(2本の抵抗の両端に加わる電源電圧)、上側の抵抗R1、そして出力を取り出す下側の抵抗R2を入力してください。ツールが出力電圧、分圧比、直列電流、そして全体の消費電力をまとめて計算します。

計算式の解説

出力電圧は$$V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R}_2}{\text{R}_1 + \text{R}_2}$$で求められます。2本の抵抗には同じ電流が流れるため、電圧は抵抗値の比に応じて分けられます。\(\frac{\text{R}_2}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\)が分圧比であり、これに\(\text{V}_{in}\)を掛けると\(V_{out}\)が得られます。直列電流は\(I = \frac{\text{V}_{in}}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\)、消費電力は\(P = I^2 (\text{R}_1 + \text{R}_2)\)です。なお、この式は出力に接続される負荷が無視できるほど小さいことを前提としています。R2と並列に重い負荷をつなぐと、Voutは低下します。

VoutとVin、R1、R2の関係を示す分圧公式の図
Voutは、VinにR2÷(R1+R2)の比を掛けた値に等しい。

計算例

たとえばVin = 9 V、R1 = 1000 Ω、R2 = 2000 Ωとすると、 $$V_{out} = 9 \times \frac{2000}{1000 + 2000} = 9 \times \frac{2000}{3000} = 9 \times 0.6667 = 6\ \text{V}$$ となります。直列電流は\(\frac{9}{3000} = 0.003\ \text{A}\)(3 mA)、全体の消費電力は\(0.003^2 \times 3000 = 0.027\ \text{W}\)です。

よくある質問(FAQ)

実際の出力が計算値より低いのはなぜ? R2に負荷を接続すると並列合成となり、実効抵抗が下がって出力電圧も低下します。負荷に対して分圧回路のインピーダンスを十分低く保つか、オペアンプでバッファを入れて対策しましょう。

どちらがR1で、どちらがR2? R2は出力を取り出す側の抵抗(出力ノードとグラウンドの間)です。R1は入力と出力ノードの間にある抵抗です。

R1とR2を入れ替えてもいい? 入れ替えると分圧比が補数になり、Voutは \(\text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R}_1}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\) になります。用途に応じて使い分けられます。

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