分压电路计算器｜公式与负载影响详解

使用这个交互式工具，可以立即体验分压电路计算。调整输入电压 Vin、上方电阻 R1 和下方电阻 R2，输出电压 Vout、分压比、电流及电路图会实时更新。

还可以接入负载电阻 RL，了解为什么公式算出 2.5 V，实际连接电路后电压却会降低。如果只需要计算结果，请在下方工具中输入数值。

分压电路计算器

初始值为 Vin = 5 V、R1 = 10 kΩ、R2 = 10 kΩ。无负载时 Vout = 2.5 V。启用负载电阻 RL 后，可以计算负载造成的电压下降。

计算器使用方法

1. 设置输入电压 Vin。
2. 以 kΩ 为单位设置上方电阻 R1和下方电阻 R2。
3. 观察 Vout、分压比、电流和电路图的变化。
4. 如需模拟实际连接的电路，请启用负载电阻 RL。

可使用预设值快速查看二分之一分压、5 V 转约 3.3 V 或 1.8 V，以及负载的影响。

分压公式与计算方法

将 R1 和 R2 串联后接在 Vin 两端，从两电阻的连接点取得 Vout。不接负载时，输出电压为：

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

串联电路中的电流为 I = Vin / (R1 + R2)。Vout 是 R2 两端的电压，根据欧姆定律有 Vout = I × R2，由此得到上面的分压公式。

R1 与 R2 相等时

当 R1 = R2 时，Vout 为 Vin 的一半。例如 Vin = 5 V、R1 = R2 = 10 kΩ 时，Vout = 2.5 V。该结果以输出端几乎不取电流的无负载条件为前提。

为什么接入负载后 Vout 会下降

后级电路接入 Vout 后，其输入电阻 RL 与 R2 并联。下方等效电阻 Req 为：

Req = R2 ∥ RL = (R2 × RL) / (R2 + RL)

有负载时，Vout = Vin × Req / (R1 + Req)。由于 Req 小于原来的 R2，Vout 会低于无负载时的值。

例如 Vin = 5 V，且 R1 = R2 = RL = 10 kΩ，则 Req = 5 kΩ，Vout 约为 1.67 V，而不是 2.5 V。可使用“查看负载影响”预设验证。

什么是戴维南电阻 Rth？

将电源设为 0 V，从 Vout 向电路内看，输出电阻为 Rth = R1 ∥ R2。如果 Rth 相对于 RL 不够小，就不能忽略负载效应。本工具也会显示 Rth。

计算示例：用 5 V 得到约 3.3 V 和 1.8 V

示例：5 V 分压到约 3.3 V

当 R1 = 5.1 kΩ、R2 = 10 kΩ 时，Vout 约为 3.31 V。实际值会受电阻容差及后级输入电阻影响，因此应检查允许的电压范围。

示例：5 V 分压到约 1.8 V

当 R1 = 18 kΩ、R2 = 10 kΩ 时，Vout 约为 1.79 V。如果需要准确的 1.8 V，选择标准电阻值时还应考虑容差。

常见问题

R1 与 R2 相等时，Vout 总是 Vin 的一半吗？

只有无负载或负载电阻足够大时才接近一半。较小的 RL 会降低 R2 的并联等效电阻，使 Vout 小于 Vin 的一半。

分压电路能产生高于 Vin 的电压吗？

不能。无源电阻分压电路的输出只会位于 0 V 与 Vin 之间。如需升压，应使用升压转换器等电路。

电阻值越大就越省电吗？

较大的电阻会降低持续电流，但也会提高输出电阻，使负载、漏电流、噪声和 ADC 采集时间的影响增大。除了阻值比，还应根据后级电路确定具体阻值。

为什么计算值与实测值不同？

常见原因包括电阻容差、仪表或 ADC 的输入电阻、输入漏电流、布线电阻、电源波动和温度变化。连接测量仪表本身也可能形成负载。

总结

• 无负载时，公式为 Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)。
• 接入 RL 后，用 R2 ∥ RL 代替 R2，Vout 会下降。
• 用于 ADC 输入时，除分压比外，还要检查 Rth 和采集时间。
• 不要把电阻分压电路当作驱动变化负载的电源。

在上方计算器中改变 R1、R2 和 RL，可以直观看到对 Vout 的影响。设计实际电路时，也请查阅元件及后级器件的数据手册。

免责声明

本文及计算器基于理想直流条件，仅用于学习和粗略估算。电阻容差、温度特性、寄生参数、电源波动、输入漏电流、瞬态现象及元件额定值等因素并未得到完整考虑。用于产品、设备或涉及安全的电路时，请查阅相关数据手册，充分验证并进行安全设计。对于使用本文或工具造成的损失，本站不承担责任。