分圧回路

分圧回路は、2つの直列抵抗を使って入力電圧 (\( V_{in} \)) をより低い出力電圧 (\( V_{out} \)) に下げる、シンプルな回路です。入力電圧に接続される抵抗を \( R_{1} \)、もう一方の抵抗を \( R_{2} \) と呼びます。出力電圧は \( R_{1} \) と \( R_{2} \) の接続点から取り出され、\( V_{in} \) の一部に相当する電圧が得られます。

回路

出力電圧 (V_out) は、次の式で計算できます:

\[ V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]

\( V_{out} \) の計算例

与えられた値:

• \( V_{in} = 3.3V \)
• \( R_1 = 10 k\Omega \)
• \( R_2 = 10 k\Omega \)

値を代入します:

\[ V_{out} = 3.3V \times \frac{10 k\Omega}{10 k\Omega + 10 k\Omega} = 3.3V \times \frac{10}{20} = 3.3V \times 0.5 = 1.65V \]

出力電圧 \( V_{out} \) は 1.65V です。

fn main() {
    // コードを編集できます
    // 値を変更してコードを実行できます
    let vin: f64 = 3.3;
    let r1: f64 = 10000.0;
    let r2: f64 = 10000.0;

    let vout = vin * (r2 / (r1 + r2));

    println!("出力電圧 Vout は: {:.2} V", vout);
}

使用例

分圧回路は、ノブを回すと抵抗値が変化し、それに応じて出力電圧を調整できるポテンショメータのような用途で使用されます。また、光センサーやサーミスタのような抵抗性センサーの測定にも使われます。この場合、既知の電圧を印加し、マイクロコントローラーが中点の電圧を読み取ることで、温度などのセンサー値を求めます。

分圧回路シミュレーション

入力電圧 (V_in):

抵抗 R1 (Ω):

抵抗 R2 (Ω):

式: V_out = V_in × (R₂ / (R₁ + R₂))

値を代入した式: V_out = 3.3 × (10000 / (10000 + 10000))

出力電圧 (Vout): 1.65 V

Falstad Web サイトのシミュレーター

図を作成するために、Web サイト https://www.falstad.com/circuit/ を使用しました。回路図を描くための優れたツールです。作成したファイル voltage-divider.circuitjs.txt をダウンロードしてインポートすると、回路を試すことができます。