分圧器計算機
簡単に分圧器を設計できます。回路の抵抗値または出力電圧を計算します。
計算機
Vin ──┬── R1 ──┬── Vout
│ │
│ R2
│ │
GND ──┴────────┘Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
この計算機の使い方
この分圧器計算機は、電圧を低いレベルに下げる抵抗ネットワークの設計に役立ちます。 必要に応じて2つの計算モードから選択できます。
- R1/R2からVoutを計算 — 両方の抵抗値を入力して出力電圧を求めます
- VoutからR2を計算 — 希望の出力電圧とR1を入力してR2を求めます
- 電源からの入力電圧（Vin）を入力します
- 各抵抗の単位（ΩまたはkΩ）を選択します
- 「計算」をクリックすると、電流消費と消費電力を含む結果が表示されます
分圧器の公式
分圧器は、2つの直列抵抗を使用して、高い電圧から低い電圧を生成します。 出力電圧は2つの抵抗の接続点から取り出されます。
希望のVoutからR2を計算
希望の出力電圧とR1がわかっている場合、R2を計算できます：
電流と電力
分圧器を流れる電流と各抵抗で消費される電力：
一般的な応用例
マイクロコントローラのレベルシフト
分圧器は、5Vセンサーを3.3VマイクロコントローラのESP32やRaspberry Piと インターフェースするために一般的に使用されます。入力ピンの安全なレベルに 信号電圧を下げます。
ADC基準電圧
多くのADC（アナログ-デジタル変換器）アプリケーションでは、分圧器を使用して 入力信号をADCの基準電圧範囲に合わせてスケールダウンします。
バッテリー電圧モニタリング
マイクロコントローラのADC範囲を超えるバッテリー電圧を測定するために、 分圧器が電圧を測定可能なレベルに下げます。
バイアス回路
トランジスタ回路では、分圧器がトランジスタのパラメータに比較的依存しない 安定したバイアス電圧を作成します。
重要な注意事項
分圧器は、大きな電流を消費する負荷に電力を供給するのには適していません。 負荷を接続すると出力電圧が低下します。電力用途には、代わりに電圧レギュレータを使用してください。
実践的な例
例1: 5Vから3.3Vへのレベルシフタ
5Vセンサー出力をESP32 GPIOピン用の3.3Vに変換する場合。
与えられた値: Vin = 5V、Vout = 3.3V、R1 = 10kΩ
計算: R2 = (3.3V × 10kΩ) / (5V - 3.3V) = 19.4kΩ
結果: R1 = 10kΩ、R2 = 20kΩ（標準値）を使用
例2: 12Vバッテリーモニタリング
3.3V ADC（最大入力3.3V）で12Vバッテリーを監視する場合。
与えられた値: Vin = 12V（最大）、Vout = 3.0V（安全マージン）、R1 = 30kΩ
計算: R2 = (3.0V × 30kΩ) / (12V - 3.0V) = 10kΩ
結果: R1 = 30kΩ、R2 = 10kΩ（4:1分圧比）を使用
例3: オーディオ信号アッテネータ
2Vのオーディオ信号を敏感な入力用に0.5Vに減衰させる場合。
与えられた値: Vin = 2V、Vout = 0.5V、R1 = 15kΩ
計算: R2 = (0.5V × 15kΩ) / (2V - 0.5V) = 5kΩ
結果: R1 = 15kΩ、R2 = 4.7kΩ（最も近い標準値）を使用
よくある質問
どの抵抗値を使用すべきですか？
ほとんどのアプリケーションでは、1kΩから100kΩの範囲の抵抗を使用します。 低い値はより多くの電力を消費しますが、ノイズの影響を受けにくくなります。 高い値は電力を節約しますが、干渉を受けやすくなります。 R1には10kΩが一般的な選択です。
分圧器でデバイスに電力を供給できますか？
一般的にはできません。分圧器は負荷に電流を供給するようには設計されていません。 負荷を接続すると、R2と並列の抵抗として機能し、出力電圧が変化します。 デバイスの電源には電圧レギュレータを使用してください。
測定電圧が計算値と異なるのはなぜですか？
いくつかの要因が原因となりえます：抵抗の許容差（通常±5%）、 測定器の負荷効果、温度変動など。高精度なアプリケーションには、 1%許容差の抵抗を使用してください。
高い抵抗値と低い抵抗値のどちらを選ぶべきですか？
低い抵抗（1kΩ〜10kΩ）: ノイズ耐性が高く、応答が速いですが、 消費電力が高くなります。オーディオや信号処理に適しています。
高い抵抗（10kΩ〜100kΩ）: 消費電力が低く、バッテリー駆動デバイスに 適しています。高インピーダンス負荷の影響を受ける可能性があります。
負荷効果とは何ですか？
出力に負荷（ADC入力やメーターなど）を接続すると、電流が流れ、 R2と並列の抵抗として機能します。これによりR2の実効値が下がり、 出力電圧も低下します。正確な結果を得るには、負荷インピーダンスが R2の少なくとも10倍以上であることを確認してください。