Kalkulator napięcia wyjściowego układu dzielnika

Prostym przykładem dzielnika napięcia są zaś dwa rezystory połączone szeregowo, z napięciem wejściowym przyłożonym do pary rezystorów i napięciem wyjściowym wynikającym z połączenia między nimi. Dzielniki napięcia rezystora są powszechnie używane do tworzenia napięć odniesienia lub zmniejszania wielkości napięcia, aby można je było zmierzyć, a także mogą być używane jako tłumiki sygnału przy niskich częstotliwościach. W przypadku prądu stałego i stosunkowo niskich częstotliwości dzielnik napięcia może być wystarczająco dokładny, jeśli jest wykonany tylko z rezystorów. Ponadto tam gdzie wymagana jest odpowiedź częstotliwościowa w szerokim zakresie (na przykład w sondzie oscyloskopowej), dzielnik napięcia może mieć dodane elementy pojemnościowe w celu skompensowania pojemności obciążenia. W przesyle energii elektrycznej do pomiaru wysokiego napięcia wykorzystywany jest z kolei pojemnościowy dzielnik napięcia.

Przykłady zastosowań pokrywają się z zastosowaniami potencjometrów (regulowane dzielniki napięcia). Stosowane są dzielniki napięcia:

• do regulacji poziomu

• w tłumikach chociażby do regulacji głośności

• do pomiaru napięcia (multimetry posiadają przełączany dzielnik napięcia do pomiarów w różnych obszarach)

• w końcówkach pomiarowych do oscyloskopów: tutaj zwykle można znaleźć dzielniki napięcia o przełożeniach dzielnika 10 do 1 lub 100 do 1. Oprócz dzielnika rezystancja-napięcie, końcówki pomiarowe posiadają również kompensację częstotliwości, która wyrównuje pojemność linii i wejścia w pomiarach napięcia AC. Kompensację można często ustawić lub dostosować.

• do pomiarów wysokonapięciowych (końcówki pomiarowe lub sondy wysokonapięciowe); Współczynniki dzielników 1000:1 lub większe. Powszechne są napięcia wejściowe do około 40 kV. Górna rezystancja cząstkowa wynosi do ok. 100 GΩ, często brana jest pod uwagę rezystancja wejściowa urządzenia pomiarowego (np. 1 lub 10 MΩ). Końcówki pomiarowe wysokiego napięcia są dostępne bez kompensacji do pomiarów napięcia stałego, ale również z kompensacją częstotliwości do pomiarów napięcia przemiennego.

• indukcyjne i rezystancyjne dzielniki napięcia stosowane są do wyznaczania położenia i kąta oraz w akcelerometrach. Zastosowane tu indukcyjne dzielniki napięcia pracują bezstykowo z ruchomym rdzeniem magnetycznie miękkim (chociażby jak podwójny wariometr).

• w technice pomiarowej indukcyjne dzielniki napięcia dostarczają bardzo precyzyjne przekładnie napięciowe, które zależą prawie wyłącznie od przekładni użytego transformatora. Indukcyjne dzielniki napięcia są stosowane zarówno ze stałymi przekładniami napięciowymi, jak i jako regulowane dekady.

• do tworzenia obwodów mostkowych (łącząc dzielniki napięcia).

• jako dzielnik napięcia Kelvina-Varleya - jest to specjalna konstrukcja ze stałymi rezystorami i przełącznikiem krokowym do przełączania, co pozwala na powtarzalne ustawianie wartości dzielnika napięcia.

Dzielniki napięcia mogą być używane do umożliwienia mikrokontrolerowi pomiaru rezystancji czujnika. Czujnik jest połączony szeregowo ze znaną rezystancją w celu utworzenia dzielnika napięcia i znane napięcie jest przykładane do dzielnika. Przetwornik analogowo-cyfrowy mikrokontrolera jest podłączony do środkowego odczepu dzielnika, aby mógł zmierzyć napięcie odczepu i na podstawie zmierzonego napięcia oraz znanej rezystancji i napięcia obliczyć rezystancję czujnika. Powszechnie stosowanym przykładem jest potencjometr (rezystor zmienny) jako jeden z elementów rezystancyjnych. Gdy wałek potencjometru jest obracany, rezystancja, którą wytwarza, wzrasta lub maleje, zmiana rezystancji odpowiada zmianie kątowej wałka. W połączeniu ze stabilnym napięciem odniesienia, napięcie wyjściowe może być podawane do przetwornika analogowo-cyfrowego, a wyświetlacz może pokazywać kąt. Takie obwody są powszechnie używane do odczytywania pokręteł kontrolnych. Zarazem należy zauważyć, że bardzo korzystne jest, aby potencjometr miał liniowy stożek, ponieważ mikrokontroler lub inny obwód odczytujący sygnał musi w przeciwnym razie skorygować nieliniowość w swoich obliczeniach.

W kontekście pomiarów wysokiego napięcia dzielnik napięcia może być użyty do zmniejszenia bardzo wysokiego napięcia, aby można je było zmierzyć woltomierzem. Wysokie napięcie jest przykładane do dzielnika, a wyjście dzielnika — które generuje niższe napięcie, mieszczące się w zakresie wejściowym miernika — jest mierzone przez miernik. Skonstruowane specjalnie do tego celu sondy z dzielnikiem rezystorowym wysokiego napięcia mogą być używane do pomiaru napięć do 100 kV. W takich sondach stosuje się specjalne rezystory wysokonapięciowe, które muszą być w stanie tolerować wysokie napięcia wejściowe i, aby uzyskać dokładne wyniki, muszą mieć dopasowane współczynniki temperaturowe i bardzo niskie współczynniki napięciowe. Sondy z dzielnikiem pojemnościowym są zwykle używane dla napięć powyżej 100 kV, ponieważ ciepło spowodowane stratami mocy w sondach z dzielnikiem rezystorowym przy tak wysokich napięciach może być nadmierne.

Dzielnik napięcia może być także używany jako prosty przesuwnik poziomu logicznego do łączenia dwóch obwodów, które wykorzystują różne napięcia robocze. Na przykład niektóre obwody logiczne działają przy napięciu 5 V, podczas gdy inne działają przy napięciu 3,3 V. Bezpośrednie podłączenie wyjścia logicznego 5 V do wejścia 3,3 V może spowodować trwałe uszkodzenie obwodu 3,3 V. W takim przypadku można zastosować dzielnik napięcia o współczynniku wyjściowym 3,3/5, aby zredukować sygnał 5 V do 3,3 V, aby umożliwić współdziałanie obwodów bez uszkadzania obwodu 3,3 V. Aby było to wykonalne, impedancja źródła 5 V i impedancja wejściowa 3,3 V muszą być pomijalne lub muszą być stałe, a wartości rezystorów dzielnika muszą uwzględniać ich impedancje. Jeśli impedancja wejściowa jest pojemnościowa, dzielnik czysto rezystancyjny ograniczy szybkość transmisji danych. Można to w znacznym stopniu przezwyciężyć, dodając kondensator szeregowo z górnym rezystorem, aby obie nogi dzielnika były zarówno pojemnościowe, jak i rezystancyjne.