概念と仕組み
電圧分割回路は、直列に接続された抵抗から電圧の一部を取り出す回路です。出力は、一方の抵抗に跨る電圧であり、負荷がない場合、両抵抗に同じ電流が流れます。
もし負荷が出力に加わる場合、それはより低い抵抗との並列接続を形成します。これにより、より小さな有効抵抗となり、これは元の無負荷出力よりも小さい可能性があります。
関係式と成立条件
無負荷時、Vout = Vin * R₂ / (R₁ + R₂)。負荷 RL が存在する場合、R₂ の代わりに R₂ ∥ RL を計算に使用します。変調抵抗の位置は、2つの抵抗の比で置き換えます。
ある程度の大きさの抵抗が必要で、負荷がない状態の回路を使用する場合、近似的に。一方、負荷が大きく変化しても、一定の出力を維持する電源とは異なり、電圧分割器はそうではありません。
仮想実験で読み取る変化
無負荷ではVout = αVinです。負荷を接続すると出力電圧が下がります。
全体が10 kΩの理想可変抵抗です。端点での短絡を避けるため位置を5〜95%に制限しています。電圧計の抵抗は無限大です。 実際の電源やコンセントでは再現せず、画面上で実験しましょう。
重要な関係式と記号
R₂ = αR · Vout = Vin(R₂ ∥ RL)/(R₁ + R₂ ∥ RL)
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| R₁, R₂ | 上側・下側の分圧抵抗 | Ω |
| RL | 出力に接続した負荷抵抗 | Ω |
| Vout | 出力電圧 | V |
例で確かめる
入力6 V・つまみ50%で10 kΩの負荷を接続すると出力はいくら？
2.4 V
よくある誤解
- 同じ抵抗位置を使用する場合でも、接続される負荷によって、出力電圧は変動する可能性があります。