Bộ chia điện áp là gì?
Bộ chia điện áp là một trong những mạch cơ bản nhất trong điện tử. Hai điện trở R1 và R2 được mắc nối tiếp với nhau qua một điện áp đầu vào Vin, và điện áp đầu ra Vout được lấy trên điện trở R2. Theo định luật điện áp Kirchhoff, cùng một dòng điện chạy qua cả hai điện trở, và điện áp đầu vào được chia cho hai điện trở theo tỷ lệ giá trị của chúng.
Cách sử dụng máy tính
Nhập điện áp đầu vào (Vin tính bằng vôn), điện trở phía trên R1 và điện trở phía dưới R2 (đều tính bằng ohm). Công cụ sẽ lập tức cho biết điện áp đầu ra trên R2, dòng điện mạch vòng (tính bằng miliampe), tổng điện trở nối tiếp và tổng công suất tiêu tán của bộ chia (tính bằng miliwatt).
Giải thích công thức
Mối quan hệ cốt lõi là $$V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R2}}{\text{R1} + \text{R2}}$$. Mẫu số \((\text{R1} + \text{R2})\) chính là tổng điện trở mà nguồn "nhìn thấy". Tỷ số \(\text{R2}/(\text{R1}+\text{R2})\) là phần điện áp xuất hiện trên R2 so với tổng điện áp. Dòng điện mạch vòng được tính bằng $$I = \frac{\text{V}_{in}}{\text{R1} + \text{R2}}$$ còn tổng công suất là \(P = \text{V}_{in} \cdot I\).
Ví dụ minh họa
Giả sử Vin = 12 V, R1 = 1000 Ω và R2 = 2000 Ω. Tổng điện trở là 3000 Ω. Khi đó $$V_{out} = 12 \times \frac{2000}{3000} = 8 \text{ V}.$$ Dòng điện mạch vòng là \(12 / 3000 = 0{,}004 \text{ A} = 4 \text{ mA}\). Tổng công suất là \(12 \times 0{,}004 = 0{,}048 \text{ W} = 48 \text{ mW}\).
Câu hỏi thường gặp
Tải có ảnh hưởng đến điện áp đầu ra không? Có. Máy tính này giả định một bộ chia lý tưởng, không có tải. Bất kỳ điện trở tải nào mắc song song với R2 đều làm giảm giá trị R2 hiệu dụng và kéo Vout xuống thấp hơn.
Tại sao cần quan tâm đến công suất? Biết tổng công suất giúp bạn chọn được điện trở có công suất định mức phù hợp, tránh để chúng quá nóng và hư hỏng.
Có thể hoán đổi R1 và R2 không? Khi hoán đổi, điện trở mà bạn đo điện áp đầu ra trên đó cũng thay đổi, nên Vout sẽ khác đi — trừ khi hai điện trở có giá trị bằng nhau.
