【元器件学习笔记—电阻】（8）——电阻分压电路

2023-05-16

电阻分压电路

电阻分压电路工作原理

下图所示是典型的电阻分压电路（没有接入负载电路），电阻分压电路由 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 两只电阻构成。电路中有电压输入端和电压输出端。

1、电路结构

输入电压 $U_{i}$ 加在电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 上，输出电压 $U_{o}$ 为串联电路中下面一只电阻 $R_{2}$ 上的电压，这种形式的电路称之为分压电路。根据此电路特征可以在众多电路中分辨出分压电路。

分析分压电路的关键点有两个：分析输入电压回路及找出输入端和找出电压输出端。

2、输入回路分析和输出端确认方法

（1）输入回路分析。

下图是电阻分压电路输入回路示意图。从电路中可以看出，输入电压加到分压电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 上，输入电压产生的电流流过 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 。

输入回路由信号源 $U_{i}$ 、电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 构成。

（2）找出分压电路输出端。

分压电路输出的信号电压要送到下一级电路中，理论上下一级电路的输入端就是分压电路的输出端。下图是分压电路输出端与后级电路输入端关系示意图。

电阻分压电路输出电压分析

1、分压电路输出电压计算公式

分压电路输出电压 $U_{o}$ 的计算方法为

$U_{o}$ = $\frac{R_{2}}{R_{2}+R_{1}}$ $U_{i}$

式中：

$U_{i}$ 为输入电压；

$U_{o}$ 为输出电压。

从计算公式中可以看出，因为分母 $R_{1}$ + $R_{2}$ 大于分子 $R_{2}$ ，所以输出电压小于输入电压。分压电路是一个对输入信号电压进行衰减的电路。改变 $R_{1}$ 或 $R_{2}$ 的阻值大小，可以改变输出电压 $U_{o}$ 的大小。

2、上、下分压电阻阻值大小对分压电路输出电压变化的影响

分析分压电路工作原理时不仅需要分析输出电压的大小，往往还需要分析输出电压的变化趋势，因为分压电路中的两只电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 其阻值可能会改变。

（1）下分压电阻阻值大小对输出电压变化影响。

下图所示是 $R_{2}$ 阻值变化时的情况。输入电压 $U_{i}$ 和 $R_{1}$ 阻值固定不变时，如果 $R_{2}$ 阻值增大，输出电压 $U_{o}$ 也将随之增大； $R_{2}$ 阻值减小，输出电压 $U_{o}$ 也将随之减小。

（2）上分压电阻阻值大小对输出电压变化影响。

下图所示是 $R_{1}$ 阻值变化时的情况。输入电压 $U_{i}$ 、 $R_{2}$ 阻值固定不变，当 $R_{1}$ 阻值减小时输出电压 $U_{o}$ 增大，当 $R_{1}$ 阻值增大时输出电压 $U_{o}$ 减小。

上述分压电路分析中，如果输入电压是直流电压，输出电压便为直流电压；如果输入电压是交流电压，输出电压便为交流电压。

如果输入电压是直流电压和交流电压的混合电压，则输出电压便为直流电压和交流电压的混合电压。

带负载电路的电阻分压网络

前面介绍的电阻分压电路没有接上负载电路，下图所示是接上负载电路后的电阻分压电路，电路中的 $R_{L}$ 是负载电路，它可以是一个电阻，也可以是一个电路。

1、电路工作原理

这个电路的工作原理与前面介绍的电阻分压电路基本一样，只是在分析电路时要将 $R_{2}$ 和 $R_{L}$ 并联后的阻抗作为下分压电阻。关于接入负载电阻之后的电阻分压电路，分析说明下列几点。

（1）由并联电路总电阻特性可知， $R_{2}$ 与 $R_{L}$ 并联后的总电阻小于 $R_{2}$ 。如果用总电阻代替电路中的 $R_{2}$ ，那电路与前面的电阻分压电路一样。

（2）由于总电阻阻值下降了，在上分压电阻阻值不变的情况下，分压电路的输出电压下降，所以分压电路接上负载电阻后输出电压会下降。

（3）负载电阻的阻值越小，称为负载越重。负载越重，分压电路输出电压下降得量越大。

2、分压电路中负载的电流回路

下图是电阻分压电路中负载电阻的电流回路示意图。从图中可以看出，从电流角度上分析，总电流被下分压电阻 $R_{2}$ 和负载电阻 $R_{L}$ 分成了两路。

流过负载的电流是分压电路输入电压提供的。负载电阻的阻值越小，分压电路输入电压为负载电阻提供的电流越大，反之则小。

3、分压电路的负载电路

分压电路的负载不一定是一个电阻器，更多的是一个具体的电路，下图是分压电路的负载电路示意图。

无论负载电路是一个什么样的电路，它都有一个输入阻抗，这一输入阻抗与 R2 并联后成为下分压电阻（或称为下分压阻抗），负载电路输入阻抗的大小影响了这个分压电路总的下分压阻抗的大小。

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