Spannungsteiler berechnen

Was ist ein Spannungsteiler?

Zwei in Reihe geschaltete Widerstände teilen die angelegte Spannung im Verhältnis ihrer Widerstandswerte. Die Spannung am unteren Widerstand ist ein fester Anteil der Eingangsspannung. Spannungsteiler dienen zum Auslesen von Sensoren, zum Erzeugen von Referenzspannungen und zum Anpassen von Signalen an Eingänge mit niedrigerer Spannung.

Formel

V_out = V_in × R2 / (R1 + R2)

R1 liegt am Eingang, R2 an Masse. Die Ausgangsspannung wird an R2 abgegriffen. Für eine gewünschte Ausgangsspannung gilt R2 = R1 × V_out / (V_in − V_out) und R1 = R2 × (V_in − V_out) / V_out.

Beispiel

Bei 12 V Eingangsspannung, R1 = 10 kΩ und R2 = 5 kΩ beträgt die Ausgangsspannung 12 × 5 / 15 = 4 V. Durch den Teiler fließen 0,8 mA, die Verlustleistung beträgt 9,6 mW.

Einfluss einer Last

Eine Last am Ausgang liegt parallel zu R2 und verringert den Widerstand des unteren Zweigs. Bei 10 kΩ Last am obigen Teiler sinkt dieser auf 3,33 kΩ. Die Ausgangsspannung beträgt dann 3 V statt 4 V. Die Absenkung bleibt klein, wenn der Lastwiderstand mindestens zehnmal so groß wie R2 ist. Ein Spannungsteiler kann deshalb nur Eingänge mit sehr geringer Stromaufnahme versorgen.

Normwerte

Der berechnete Widerstandswert ist selten als Bauteil verfügbar. Der Rechner nennt den nächsten Wert aus den Reihen E12 oder E24 nach IEC 60063 und die damit tatsächlich entstehende Ausgangsspannung.

Grenzen

Ein Spannungsteiler hält die Spannung nicht konstant. Der Ausgang folgt Eingangsspannung und Last. Verwenden Sie zur Versorgung einer Schaltung einen Spannungsregler. Auch Widerstandstoleranzen verschieben die Ausgangsspannung.

Häufige Fragen

Wie berechne ich einen Spannungsteiler?

Bei 12 V Eingangsspannung, 10 kΩ oberem und 5 kΩ unterem Widerstand beträgt die Ausgangsspannung ohne Last 4 V. Mit einer Last von 10 kΩ sinkt sie auf 3 V. Die Spannung wird am unteren Widerstand abgegriffen, zu dem die Last parallel liegt. Das Beispiel setzt ideale Widerstandsbauteile voraus und berücksichtigt keine Toleranzen. Ein Spannungsteiler ist keine geregelte Stromversorgung.

Mit diesen Werten berechnen