حاسبة مقسّم الجهد

الصيغ التي تستخدمها هذه الحاسبة

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

التيار المار عبر المقاومتين على التوالي:

I = Vin / (R1 + R2)

إجمالي القدرة التي يبددها المقسّم (المقاومتان معا):

P = Vin × I = Vin² / (R1 + R2)

إذا احتجت التفصيل، تبدد كل مقاومة P_R1 = I² × R1 و P_R2 = I² × R2، ومجموعهما يساوي دائما إجمالي القدرة P التي تعرضها الأداة.

مثال: المقسّم الافتراضي بجهد 12 V

عند Vin = 12 V و R1 = R2 = 10 kΩ:

Vout = 12 × 10000 / (10000 + 10000) = 6 V
I    = 12 / 20000                    = 0.6 mA
P    = 12 × 0.0006                   = 7.2 mW

مقاومتان متساويتان تقسمان الجهد إلى النصف دائما، وهنا لا يبدد الزوج سوى 7.2 mW غير مؤذية.

اختيار R2 لجهد خرج مستهدف

تحسب هذه الأداة Vout، لكن يمكنك اختيار المقاومات لجهد مستهدف بإعادة ترتيب الصيغة نفسها يدويا. لخفض 12 V إلى 3.3 V من أجل ADC، مع R1 = 10 kΩ:

R2 = R1 × Vout / (Vin - Vout)
   = 10000 × 3.3 / (12 - 3.3)
   = 3793 Ω

أقرب قيمة قياسية من سلسلة E24 هي 3.9 kΩ. أعد إدخالها في الحاسبة: Vout = 12 × 3900 / 13900 = 3.37 V، قريبة بما يكفي لمحوّل ADC بجهد مرجعي 3.3 V مع هامش بسيط.

فخ التحميل

يفترض مقسّم الجهد أن المرحلة التالية لا تسحب أي تيار. فإذا وُصل حمل حقيقي بمقاومة R_load عند الخرج، تصبح المقاومة السفلية الفعلية R2 || R_load وينخفض Vout. قاعدتان عمليتان:

• اجعل R_load أكبر من R2 بعشرة أضعاف على الأقل لإبقاء الخطأ دون 10% تقريبا.
• الأفضل: ضع بعد المقسّم تابع جهد بمضخم عمليات (op-amp). فهو لا يسحب تيارا يُذكر ويقدّم خرجا منخفض المعاوقة.

تراكم التفاوتات

عادة ما تكون تفاوتات مقاومات E24 نحو ±5%. وفي أسوأ الحالات تتجمع تفاوتات R1 و R2 لتبلغ نحو ±10% على Vout. وللمرجع الدقيق، استخدم مقاومات E96 بتفاوت ±1% أو دارة متكاملة مخصصة من نوع زينر أو مرجع جهد.