Gerilim bölücü nedir?
Gerilim bölücü, elektroniğin en temel devrelerinden biridir: bir kaynak gerilimine seri bağlanmış iki direnç. Çıkış, iki direncin birleştiği noktadan alınır ve giriş geriliminin daha küçük, öngörülebilir bir kesrini üretir. Bölücüler; polarma (bias) noktalarını ayarlamak, sensör sinyallerini okunabilir bir aralığa ölçeklemek, referans gerilimleri oluşturmak ve analog-dijital dönüştürücüleri (ADC) beslemek için kullanılır.
Bu hesaplama aracı nasıl kullanılır?
Giriş (besleme) gerilimi Vin değerini, üst direnç R1 (Vin ile çıkış düğümü arasındaki direnç) ve alt direnç R2 (çıkış düğümü ile toprak arasındaki direnç) değerlerini girin. Hesaplayıcı, R2 üzerinde ölçülen çıkış gerilimini, seri döngü akımını ve dirençlerde harcanan toplam gücü döndürür.
Formülün açıklaması
Çıkış gerilimi şu şekilde hesaplanır:
$$V_{out} = \text{Vin} \cdot \frac{\text{R2}}{\text{R1} + \text{R2}}$$R1 ve R2 aynı akımı paylaştığı için gerilim, dirençle doğru orantılı olarak bölünür. Döngü akımı \(I = \dfrac{\text{Vin}}{\text{R1} + \text{R2}}\), toplam güç ise \(P = \text{Vin} \cdot I\) şeklindedir. Bunun çıkışın yüksüz olduğunu (veya çok yüksek empedanslı bir girişi beslediğini) varsaydığını unutmayın; R2'ye paralel gerçek bir yük, Vout değerini düşürür.
Çözümlü örnek
Vin = 12 V, R1 = 1000 Ω ve R2 = 2000 Ω olsun. Toplam direnç 3000 Ω olduğundan akım
$$I = \frac{12}{3000} = 4 \text{ mA}$$olur. Çıkış gerilimi
$$V_{out} = \frac{12 \times 2000}{3000} = 8 \text{ V}$$toplam güç ise
$$P = 12 \times 0{,}004 = 48 \text{ mW}$$tır.
Sık sorulan sorular
Yükleme çıkışı etkiler mi? Evet. R2'ye bir yük direnci bağlarsanız, bunu R2 ile paralel olarak değerlendirin; etkin R2 düşer ve Vout azalır. Doğruluk için bölücü dirençlerini yükten çok daha küçük seçin.
Düşük direnç neden daha fazla güç harcar? Daha küçük dirençler aynı gerilim için daha fazla akım çeker, dolayısıyla daha fazla güç harcarlar. Daha büyük dirençler güç tasarrufu sağlar ancak yüklemeye karşı daha hassastır.
Bunun yerine bir direnci de çözebilir miyim? Formülü yeniden düzenleyin: hedef bir Vout için \(R1 = R2 \cdot \dfrac{\text{Vin} - \text{Vout}}{\text{Vout}}\).
