Spannungsteiler Rechner
Entwerfen Sie Spannungsteiler mit Leichtigkeit. Berechnen Sie Widerstandswerte oder Ausgangsspannung für Ihre Schaltung.
Rechner
Vin ──┬── R1 ──┬── Vout
│ │
│ R2
│ │
GND ──┴────────┘Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
Anleitung
Dieser Spannungsteiler-Rechner hilft Ihnen bei der Entwicklung von Widerstandsnetzwerken, die eine Spannung auf ein niedrigeres Niveau reduzieren. Wählen Sie zwischen zwei Berechnungsmodi je nach Ihren Anforderungen.
- Vout aus R1/R2 berechnen — Geben Sie beide Widerstandswerte ein, um die Ausgangsspannung zu ermitteln
- R2 aus Vout berechnen — Geben Sie Ihre gewünschte Ausgangsspannung und R1 ein, um R2 zu ermitteln
- Geben Sie Ihre Eingangsspannung (Vin) von Ihrer Stromquelle ein
- Wählen Sie die Widerstandseinheit (Ω oder kΩ) für jeden Widerstand
- Klicken Sie auf "Berechnen", um Ergebnisse einschließlich Stromaufnahme und Verlustleistung zu sehen
Die Spannungsteiler-Formel
Ein Spannungsteiler verwendet zwei in Reihe geschaltete Widerstände, um aus einer höheren Spannung eine niedrigere zu erzeugen. Die Ausgangsspannung wird am Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen abgegriffen.
Berechnung von R2 aus gewünschtem Vout
Wenn Sie Ihre gewünschte Ausgangsspannung und R1 kennen, können Sie R2 berechnen:
Strom und Leistung
Der Strom durch den Teiler und die in jedem Widerstand dissipierte Leistung:
Häufige Anwendungen
Pegelanpassung für Mikrocontroller
Spannungsteiler werden häufig verwendet, um 5V-Sensoren mit 3,3V-Mikrocontrollern wie ESP32 oder Raspberry Pi zu verbinden. Sie reduzieren die Signalspannung auf sichere Pegel für die Eingangspins.
ADC-Referenzspannung
Viele ADC-Anwendungen (Analog-Digital-Wandler) verwenden Spannungsteiler, um Eingangssignale auf den ADC-Referenzspannungsbereich herunterzuskalieren.
Batteriespannungsüberwachung
Um eine Batteriespannung zu messen, die den ADC-Bereich des Mikrocontrollers überschreitet, skaliert ein Spannungsteiler die Spannung auf ein messbares Niveau herunter.
Vorspannungsschaltungen
In Transistorschaltungen erzeugen Spannungsteiler stabile Vorspannungen, die relativ unabhängig von Transistorparametern sind.
Wichtiger Hinweis
Spannungsteiler sind nicht geeignet, um Lasten zu versorgen, die nennenswerten Strom ziehen. Die Ausgangsspannung sinkt, wenn eine Last angeschlossen wird. Verwenden Sie für Leistungsanwendungen stattdessen einen Spannungsregler.
Praktische Beispiele
Beispiel 1: 5V auf 3,3V Pegelwandler
Umwandlung eines 5V-Sensorausgangs auf 3,3V für einen ESP32-GPIO-Pin.
Gegeben: Vin = 5V, Vout = 3,3V, R1 = 10kΩ
Berechnung: R2 = (3,3V × 10kΩ) / (5V - 3,3V) = 19,4kΩ
Ergebnis: Verwenden Sie R1 = 10kΩ und R2 = 20kΩ (Standardwert)
Beispiel 2: 12V Batterieüberwachung
Überwachung einer 12V-Batterie mit einem 3,3V-ADC (max. 3,3V Eingang).
Gegeben: Vin = 12V (max), Vout = 3,0V (Sicherheitsmarge), R1 = 30kΩ
Berechnung: R2 = (3,0V × 30kΩ) / (12V - 3,0V) = 10kΩ
Ergebnis: Verwenden Sie R1 = 30kΩ und R2 = 10kΩ (4:1 Teilerverhältnis)
Beispiel 3: Audio-Signalabschwächer
Reduzierung eines 2V-Audiosignals auf 0,5V für einen empfindlichen Eingang.
Gegeben: Vin = 2V, Vout = 0,5V, R1 = 15kΩ
Berechnung: R2 = (0,5V × 15kΩ) / (2V - 0,5V) = 5kΩ
Ergebnis: Verwenden Sie R1 = 15kΩ und R2 = 4,7kΩ (nächster Standardwert)
Häufig gestellte Fragen
Welche Widerstandswerte sollte ich verwenden?
Für die meisten Anwendungen verwenden Sie Widerstände im Bereich von 1kΩ bis 100kΩ. Niedrigere Werte verschwenden mehr Leistung, sind aber weniger anfällig für Rauschen. Höhere Werte sparen Strom, sind aber anfälliger für Störungen. Eine gängige Wahl ist 10kΩ für R1.
Kann ich einen Spannungsteiler zur Stromversorgung eines Geräts verwenden?
Im Allgemeinen nein. Spannungsteiler sind nicht dafür ausgelegt, Strom an eine Last zu liefern. Wenn Sie eine Last anschließen, wirkt sie als Parallelwiderstand zu R2 und verändert die Ausgangsspannung. Verwenden Sie für die Stromversorgung von Geräten einen Spannungsregler.
Warum unterscheidet sich meine gemessene Spannung von der berechneten?
Mehrere Faktoren können dies verursachen: Widerstandstoleranz (typischerweise ±5%), Belastungseffekte durch Ihr Messgerät und Temperaturschwankungen. Für Präzisionsanwendungen verwenden Sie Widerstände mit 1% Toleranz.
Wie wähle ich zwischen hohen und niedrigen Widerstandswerten?
Niedrigerer Widerstand (1kΩ-10kΩ): Bessere Rauschunterdrückung, schnellere Reaktion, aber höherer Stromverbrauch. Gut für Audio und Signalverarbeitung.
Höherer Widerstand (10kΩ-100kΩ): Geringerer Stromverbrauch, geeignet für batteriebetriebene Geräte. Kann durch hochohmige Lasten beeinflusst werden.
Was ist der Belastungseffekt?
Wenn Sie eine Last (wie einen ADC-Eingang oder ein Messgerät) an den Ausgang anschließen, zieht sie Strom und wirkt als Parallelwiderstand zu R2. Dies verringert den effektiven R2-Wert und damit die Ausgangsspannung. Für genaue Ergebnisse stellen Sie sicher, dass die Lastimpedanz mindestens 10× höher als R2 ist.
Überprüfen Sie Ihre Bauteilauswahl
Nachdem Sie Ihre Bauteilwerte berechnet haben, verwenden Sie Schemalyzer zur Überprüfung Ihres Schaltplandesigns. Unsere KI-gestützte Analyse erkennt häufige Fehler und schlägt Verbesserungen vor.
Kostenlose Schaltplan-Prüfung