Gerilim Bölücü Nedir?
Gerilim bölücü, elektroniğin en temel devrelerinden biridir: bir besleme gerilimine seri olarak bağlanmış iki dirençten oluşur. Çıkış, bu iki direncin birleştiği noktadan alınır ve giriş geriliminin belirli bir oranını verir. Sinyalleri ölçeklendirmek, polarma (bias) noktalarını ayarlamak, referans gerilimleri oluşturmak ve potansiyometre ile termistör gibi sensörleri okumak için kullanılır.
Bu Hesaplama Aracı Nasıl Kullanılır?
Her iki dirence de uygulanan besleme gerilimi olan Vin giriş gerilimini, üstteki direnç değeri R1'i ve çıkışın üzerinden ölçüldüğü alttaki direnç R2'yi girin. Hesaplayıcı; çıkış gerilimini, bölme oranını, seri akımı ve harcanan toplam gücü döndürür.
Formülün Açıklaması
Çıkış gerilimi $$V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R}_2}{\text{R}_1 + \text{R}_2}$$ formülüyle bulunur. Her iki dirençten de aynı akım geçtiği için gerilim, dirençlerle orantılı olarak bölünür. \(\frac{\text{R}_2}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\) ifadesi bölme oranıdır; bunu \(\text{V}_{in}\) ile çarptığınızda \(V_{out}\)'u elde edersiniz. Seri akım \(I = \frac{\text{V}_{in}}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\), harcanan güç ise \(P = I^2(\text{R}_1 + \text{R}_2)\) şeklindedir. Bu formül, çıkıştaki yükün ihmal edilebilir olduğunu varsayar; R2'ye paralel bağlanan ağır bir yük Vout değerini düşürür.
Örnek Hesaplama
Diyelim ki Vin = 9 V, R1 = 1000 Ω ve R2 = 2000 Ω. Bu durumda $$V_{out} = 9 \times \frac{2000}{1000 + 2000} = 9 \times \frac{2000}{3000} = 9 \times 0{,}6667 = 6 \text{ V}$$ olur. Seri akım \(\frac{9}{3000} = 0{,}003 \text{ A}\) (3 mA), toplam güç ise \(0{,}003^2 \times 3000 = 0{,}027 \text{ W}\)'tır.
Sıkça Sorulan Sorular
Gerçek çıkışım neden hesaplanandan düşük çıkıyor? R2'ye bir yük bağlamak paralel bir kombinasyon oluşturur; bu da eşdeğer direnci ve dolayısıyla çıkış gerilimini düşürür. Bölücünün empedansını yüke kıyasla düşük tutun veya bir op-amp ile tamponlayın (buffer).
Hangisi R1, hangisi R2? R2, çıkışın üzerinden ölçüldüğü dirençtir (çıkış düğümü ile toprak arasında). R1 ise giriş ile çıkış düğümü arasındadır.
R1 ile R2'yi yer değiştirebilir miyim? Evet — yerlerini değiştirmek tamamlayıcı oranı verir, böylece \(V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R}_1}{\text{R}_1 + \text{R}_2}\) olur.
