Spannungsteiler: Was ist das?
Was ist ein Spannungsteiler?
Ein Spannungsteiler ist eine grundlegende Schaltung im Bereich der Elektronik, die einen Teil ihrer Eingangsspannung als Ausgangsspannung erzeugen kann. Er wird mit zwei Widerständen (oder beliebigen passiven Komponenten) und einer Spannungsquelle gebildet. Die Widerstände sind hier in Reihe geschaltet und die Spannung liegt über diesen beiden Widerständen.
Diese Schaltung wird auch als Potentialteiler bezeichnet. Die Eingangsspannung wird unter den Widerständen (Komponenten) des Spannungsteilers verteilt. Dadurch findet eine Spannungsteilung statt. Wenn Sie Hilfe bei der Berechnung der Spannungsteilung benötigen, können Sie unseren Spannungsteilrechner verwenden.
Schaltkreis eines Spannungsteilers
Wie bereits erwähnt, besteht ein einfacher Spannungsteiler aus zwei Reihenschaltwiderständen und einer Spannungsquelle. Diese Schaltung kann auf verschiedene Weisen gebildet werden, wie unten dargestellt.
In der obigen Abbildung stellt (A) die Kurzschreibweise, (B) die Langform und (C) und (D) die Widerstände in unterschiedlichen und gleichen Winkeln dar.
Aber alle vier Schaltungen sind in Wirklichkeit gleich. R1 ist der Widerstand, der immer nahe an der Eingangsspannungsquelle liegt, und R2 ist der Widerstand, der nahe am Massepotential liegt. Vout ist die Spannungsabfall über dem Widerstand R2.
Es ist tatsächlich die Teilerspannung, die wir von dieser Schaltung als Ausgang erhalten.
Gleichung des Spannungsteilers im entlasteten Zustand
Der einfache Spannungsteiler mit Bezug zur Masse ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Hier sind zwei elektrische Impedanzen (Z1 und Z2) oder beliebige passive Komponenten in Reihe geschaltet. Die Impedanzen können Widerstände, Spulen oder Kondensatoren sein.
Das Ausgangssignal der Schaltung wird über der Impedanz Z2 abgenommen.
Bei einem offenen Ausgang, das heißt, wenn kein Strom am Ausgang fließt, dann
Nun können wir die Ausgangsspannungsgleichung (1) mit dem Ohmschen Gesetz beweisen
Setzen wir Gleichung (4) in (3) ein, erhalten wir
Die Gleichung ist also bewiesen.
Die Übertragungsfunktion der obigen Gleichung ist
Diese Gleichung wird auch als Dividers-Gleichung bezeichnet
Die kapazitiven Teilerschaltungen lassen keine Gleichstrom-Eingänge passieren. Sie arbeiten mit Wechselstrom-Eingängen.
Für einen induktiven Teiler mit nicht wechselwirkenden Spulen lautet die Gleichung
Der induktive Teiler teilt den Gleichstrom analog zur Widerstandsteilerschaltung abhängig von der Widerstand und teilt den Wechselstrom abhängig von der Induktivität.
Eine grundlegende Tiefpass-RC-Filter-Schaltung, die aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht, ist unten dargestellt.
