Spannungsteiler und Stromteiler Formel erklärt
Die Spannungsteiler Formel und die Stromteiler Formel gehören zu den ersten Werkzeugen, die jeder Elektronik-Einsteiger kennenlernt, und sie bleiben ein Leben lang nützlich. Dieser Ratgeber erklärt beide, zeigt die Gleichungen und behandelt den Belastungseffekt, über den viele stolpern.
Die Spannungsteiler Formel
Ein Spannungsteiler besteht aus zwei Widerständen in Reihe, die eine Eingangsspannung aufteilen. Die Ausgangsspannung am Verbindungspunkt zwischen beiden bestimmt die Spannungsteiler Formel:
Uaus = Uein × R2 ÷ (R1 + R2)
R1 ist der obere Widerstand, R2 der untere, und die Ausgangsspannung wird über R2 gemessen. Die Gleichung skaliert die Eingangsspannung mit dem Verhältnis des unteren Widerstands zum Gesamtwiderstand. Der Spannungsteiler Rechner wendet sie an und nennt auch Strom und Teilerverhältnis.
Beispiel zum Spannungsteiler
Mit 12 V Eingang, R1 = 1 kΩ und R2 = 2 kΩ beträgt die Ausgangsspannung 12 × 2000 ÷ 3000 = 8 V. Ein typischer Einsatz ist das Herunterteilen einer 5-V-Spannung auf 3,3 V für den Eingang eines Mikrocontrollers.
Die Stromteiler Formel
Trifft ein Strom auf zwei parallele Widerstände, teilt er sich umgekehrt proportional zu ihren Widerständen auf. Den Gesamtwert des Paars liefert der Parallelschaltung Widerstand Rechner. Die Stromteiler Formel für den Strom durch einen Widerstand lautet:
I1 = I × R2 ÷ (R1 + R2)
Der größere Teil des Stroms nimmt den Weg mit dem kleineren Widerstand. Das ist das Gegenstück zur Spannungsteiler Formel, und beide folgen direkt aus dem ohmschen Gesetz.
Der Belastungseffekt
Die Spannungsteiler Formel setzt voraus, dass am Ausgang kein Strom entnommen wird. Schließen Sie eine Last parallel zu R2 an, sinkt der wirksame Widerstand, und die echte Ausgangsspannung liegt unter dem berechneten Wert. Halten Sie den Lastwiderstand mindestens zehnmal so groß wie R2 oder puffern Sie den Ausgang mit einem Operationsverstärker als Impedanzwandler, um genau zu bleiben. Für feste Widerstandsketten addiert der Reihenschaltung Widerstand Rechner die Werte.
Häufige Fehler
- Die Last ignorieren. Das Ergebnis eines unbelasteten Spannungsteilers sinkt, sobald Strom fließt.
- R1 und R2 vertauschen. Die Ausgangsspannung liegt über dem unteren Widerstand, ein Tausch kehrt das Verhältnis um.
- Zu kleine Widerstände. Kleine Werte verbrauchen dauerhaft Strom, was bei Batteriegeräten zählt.
Kurzübersicht
Spannungsteiler: Uaus = Uein × R2 ÷ (R1 + R2). Stromteiler: I1 = I × R2 ÷ (R1 + R2). Prüfen Sie Werte mit einem kostenlosen Online-Rechner von CalculateGuide.