مجزئ الجهد

خطوات الاستخدام

أدخل جهد الدخل (Vin) بالفولت. هذا هو الجهد الذي تريد تقسيمه. على سبيل المثال، جهد البطارية أو مصدر الطاقة.

أدخل قيمة المقاومة الأولى (R1) بالأوم. هذا المقاوم متصل بين جهد الدخل ونقطة الخرج. يمكن استخدام قيم شائعة مثل 1kΩ أو 10kΩ.

أدخل قيمة المقاومة الثانية (R2) بالأوم. هذا المقاوم متصل بين نقطة الخرج والأرضي (GND). قيمته تحدد نسبة التقسيم.

يتم حساب جهد الخرج (Vout) باستخدام القانون: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). هذا القانون مستمد من قاعدة مقسم الجهد: في دائرة توالي، يتوزع الجهد على المقاومات بنسبة مقاوماتها. باستخدام قانون أوم (V = IR) وقانون كيرشوف للجهد، نجد أن التيار المار في المقاومتين هو I = Vin/(R1+R2)، وبالتالي جهد الخرج هو I × R2 = Vin × R2/(R1+R2).

الأسئلة الشائعة

عند توصيل حمل مقاومته Rload على التوازي مع R2، يتغير الجهد لأن المقاومة المكافئة للجزء السفلي تصبح (R2 || Rload) = (R2 × Rload)/(R2+Rload). المعادلة الجديدة: Vout = Vin × (R2||Rload) / (R1 + (R2||Rload)). هذا يقلل جهد الخرج مقارنة بالحالة المفتوحة. على سبيل المثال، إذا كان Rload = 10kΩ، R1=10kΩ، R2=5kΩ، و Vin=12V، فإن R2||Rload = (5k×10k)/(15k) = 3.33kΩ. Vout = 12V × 3.33/(10+3.33) = 12V × 0.25 = 3V (بدلاً من 4V). هذا التأثير يسمى تأثير التحميل (loading effect). لتجنبه، يجب أن تكون مقاومة الحمل كبيرة جداً (على الأقل 10 أضعاف R2) أو استخدام دائرة عزل (buffer).

لأن مقسم الجهد يوفر جهداً ثابتاً فقط إذا كان التيار المسحوب صغيراً جداً مقارنة بتيار المقسم نفسه. عند سحب تيار كبير، ينخفض الجهد بشكل كبير بسبب قانون أوم: الجهد عبر R2 يتغير مع تغير التيار. عملياً، المقسم يعمل بشكل جيد عندما يكون تيار الحمل أقل من 1% من تيار المقسم، مما يعني أن المقاومات يجب أن تكون صغيرة لتيار كبير، مما يسبب هدراً للطاقة على شكل حرارة. بدلاً من ذلك، استخدم منظم جهد (voltage regulator) أو محول DC-DC لتزويد أحمال عالية التيار بكفاءة.

أولاً حدد جهد الدخل Vin وجهد الخرج المطلوب Vout. ثم ابحث عن نسبة التقسيم: R2/(R1+R2) = Vout/Vin. لذلك R2/(R1+R2) = α. يمكنك اختيار قيمة إحدى المقاومات ثم حساب الأخرى: إذا اخترت R2، فإن R1 = R2×(1/α - 1). يجب مراعاة عدة عوامل: أولاً، التيار المار في المقسم (I = Vin/(R1+R2)) يجب أن يكون كبيراً كافياً لجعل جهد الخرج مستقراً في وجه الحمل (لكن ليس كبيراً جداً لتجنب هدر الطاقة). ثانياً، اختر قيماً قياسية للمقاومات (مثل سلسلة E12: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2) واحسب الفرق. ثالثاً، احسب القدرة المفقودة P = I²×R1 + I²×R2 وتأكد من كونها أقل من قدرة المقاوم (عادة 1/4 واط للاستخدام العام). أخيراً، استخدم آلة حاسبة مقسم الجهد للتجربة السريعة.

نعم، هذه تطبيق شائع. على سبيل المثال، لقياس جهد بطارية 12V باستخدام آردوينو الذي يقبل حتى 5V على المدخلات التماثلية، يمكن استخدام مقسم جهد بنسبة 1/3 تقريباً: مثلاً R1=10kΩ و R2=5kΩ يعطي Vout = Vin/3 (لأن R2/(R1+R2)=1/3). ولكن يجب الانتباه لأن جهد الخرج سيكون دائماً أقل من 5V؟ مع Vin=12V، Vout=4V. ولكن إذا كانت البطارية قد تصل إلى 14V (مثلاً عند الشحن)، يصبح Vout≈4.67V وهو آمن. لكن تأكد من استخدام مقاومات دقيقة والتيار الناتج صغير (حوالي 0.8mA). نوصي أيضاً بإضافة مكثف للتخلص من الضوضاء. يجب أيضاً مراعاة أن هذا القياس غير معزول، لذا جهد البطارية يجب أن يكون بالنسبة لنفس أرضي المتحكم.

مجزئ الجهد

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

حاسبات ذات صلة

1مثال 1: لديك بطارية 12V وتريد الحصول على جهد 4V لتشغيل دائرة صغيرة. اخترت مقاومات بقيمة R1 = 10kΩ و R2 = 5kΩ. ما هو جهد الخرج بدقة؟

2مثال 2: مصدر جهد 5V (مثل آردوينو) وتريد تحويله إلى حوالي 3.3V لاستشعار معين. لديك مقاومات R1 = 1kΩ و R2 = 2.2kΩ. احسب الجهد وقارنه بالجهد المطلوب.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة