Wie kann ich überprüfen, ob die von diesem Spannungsteiler ausgegebene Spannung 2,25 V beträgt?

10

Von hier aus lernte ich Spannungsteiler und beschloss, mit meinem Radioshack-Lernlabor eine Testschaltung auszuprobieren. Bei einer Eingangsspannung von 4,5 V und zwei 1000 Ω-Widerständen erwartete ich einen Spannungsausgang von 4,5 * (1000 / (1000 + 1000)) = 2,25 V.

Nachdem bei der Suche des , dachte ich , dass der einzige Weg , um die Ausgangsspannung von dem Teiler zu messen war den Spannungsabfall eines Widerstands zu messen (sonst würde ich nur eine 0 V Lesung erhalten), so dass ich einen 1000Ω Widerstand zu der Schaltung hinzugefügt ( R3 in der Zeichnung unten). Ich habe die Spannung an diesem zusätzlichen Widerstand gemessen, aber für eine Ausgangsspannung habe ich 1,48 V erhalten. Was ich merkwürdig fand, war, dass bei Verwendung von Widerständen mit höherem Widerstand der Spannungsabfall immer näher an 2,25 V kam (der höchste Wert, 1 MΩ, führte zu dem von mir gewünschten Wert von 2,25 V.).

Kann ich Widerstände wie diesen R3 verwenden, um den Spannungsausgang zu testen, der aus diesem Spannungsteiler kommt? Wenn nicht, wie kann ich durch Messung überprüfen, ob dieser Spannungsteiler einen Ausgang von 2,25 V liefert?

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

voltage-divider DragonautX
quelle

3

Ihr 1k-Widerstand R3 bedeutet jetzt, dass der untere Widerstand im Potentialteiler R2 || R3 = 500 Ohm ist. Warum nicht einfach das Multimeter direkt über R2 stecken?

Tom Carpenter

@ TomCarpenter Oh, das ist mir nicht eingefallen. Entschuldigung, ich gewöhne mich immer noch an ein Multimeter und messe damit. Ich kann Ihren Kommentar als Antwort akzeptieren, danke.

DragonautX

1

Sie haben die Schaltung geändert, indem Sie den zusätzlichen Widerstand hinzugefügt haben. Jetzt ist es kein Potentialteiler mehr mit zwei 1000-Ohm-Widerständen.

user253751

Dies ist eine gute "Anfänger" -Frage. Das OP lernt, wie Schaltkreise von anderen Teilen beeinflusst werden, und es führt zum Verständnis der Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, des Ladens usw. Ich habe den hervorragenden Antworten hier nichts hinzuzufügen, daher der Kommentar.

Ian Bland

16

Willkommen bei resistiven potentiellen Teilern. Wenn Sie sie laden, ändern sie sich.

Sie haben eine Berechnung durchgeführt, bei der R1 und R2 den Potentialteiler bilden, um die Ausgangsspannung zu ermitteln. Jetzt fügen Sie jedoch einen zusätzlichen Widerstand R3 hinzu. Das heißt, der untere Widerstand im Potentialteiler ist jetzt tatsächlich R2 || R3 (R2 parallel zu R3).

In Ihrem schematischen Beispiel haben Sie jetzt einen unteren Widerstand im Potentialteiler von R2 || R3 = 500 Ohm. Dies unterscheidet sich stark von dem Wert, mit dem Sie zuerst berechnet haben. Wenn Sie die Berechnung erneut wiederholen, erhalten Sie:

V_{o} = V_{i} \times \frac{R_{2} | | R_{3}}{R_{2} | | R_{3} + R_{1}} = 4.5 \times \frac{500}{1500} = 1.5 V

$V_o = V_i\times\frac{R_2||R_3}{R_2||R_3 + R_1} = 4.5\times \frac{500}{1500} = 1.5V$

nahe an dem, was Sie gemessen haben.

Wenn Sie den Widerstand größer und größer machen, wird der Effekt immer geringer - Sie können aus der Berechnung von R2 || R3 ersehen, dass der kombinierte Wert umso näher an R2 liegt, je größer Sie R3 machen.

An dieser Stelle ist anzumerken, dass Sie das gleiche Problem haben, wenn Sie R3 weglassen und das Multimeter einfach über R2 anschließen. Ein Multimeter im Spannungsmodus ist im Grunde ein sehr großer Widerstand. Wenn Sie ihn also an Ihre Schaltung anschließen, hat er immer noch einen Belastungseffekt - im Wesentlichen wird er zu R3. Der Multimeterwiderstand ist jedoch sehr groß (normalerweise> 10 MOhm), sodass er sich nur sehr geringfügig auf Ihre Schaltung auswirkt.

Tom Carpenter
quelle

2

Entfernen Sie einfach R3. Das Multimeter hat bereits einen sehr hohen Eingangswiderstand.

Amer
quelle

Können Sie etwas genauer erklären, was das tut? Erweitern Sie auch das, was Tom oben gesagt hat?

Kortuk

2

Sie haben Recht, dass Sie "den Spannungsabfall eines Widerstands messen" wollen. Jedoch R2 ist , daß der Widerstand . Sie müssen nichts hinzufügen - messen Sie einfach den Spannungsabfall an R2.

gbarry
quelle

0

Der beste Weg, einen Spannungsknoten genau zu testen, ist mit einem "hohen" Eingangswiderstand nachzuweisen. Dies kann ein Oszilloskop-Beweis oder ein 10-Megaohm-Voltmeter sein. Obwohl das von Ihnen verwendete Voltmeter nicht sehr gut ist, ist der Hauptgrund dafür, dass Sie die erwartete Spannung nicht sehen, dass Sie einen anderen Widerstand (R3) über dem Widerstand (R2) haben, den Sie messen. Die Genauigkeit verbessert sich, wenn Sie R3 entfernen.

Guill
quelle

0

Sie versuchen, eine gespeicherte Formel zu verwenden / zu missbrauchen, wenn Sie nur das Ohmsche Gesetz benötigen. Stellen Sie sich das so vor: Ein Strom fließt von BAT1 und fließt durch R1. Dann teilt es sich in 2. Genau 1/2 geht durch R2 und die andere 1/2 durch R3. Da R2 und R3 jeweils halb so viel Strom wie R1 sehen, ist die Spannung über dem Paar halb so hoch wie über R1. Dies bedeutet, dass die Spannung an ihnen auch 1/2 (Ohmsches Gesetz) der Spannung an R1 oder 1/3 der Spannung von BAT1 beträgt. Die Spannung beträgt / sollte 1,5 V betragen.

Der äquivalente Widerstand von Parallelwiderständen kann auch durch Anwendung des Ohmschen Gesetzes ermittelt werden. Nach einiger Algebra werden Sie feststellen, dass es über die Summe der Widerstandswerte gleich dem Produkt ist. R2 und R3 sehen zusammen wie 500 Ohm aus.

strecken
quelle

Wie kann ich überprüfen, ob die von diesem Spannungsteiler ausgegebene Spannung 2,25 V beträgt?

Antworten: