分压器可用于从公共电源电压提供不同的电压电平。该公共电源可以是正或负的单电源，例如，+5V、+12V、-5V 或 -12V 等，相对于公共点或地，通常为 0V，或者它可以跨接双电源，例如±5V，或±12V等。

分压器也称为分压器，因为电压的单位“伏特”代表两点之间的电位差大小。分压器或分压器是一种简单的无源电路，它利用串联连接的组件之间的压降效应。

电位器是一个带有滑动触点的可变电阻器，是分压器的最基本示例，因为我们可以在其端子上施加电压并产生与其滑动触点的机械位置成比例的输出电压。但我们也可以使用单独的电阻器、电容器和电感器来制作分压器，因为它们是可以串联连接在一起的两端组件。

电阻分压器

无源分压器网络最简单、最容易理解和最基本的形式是将两个电阻串联在一起。这种基本组合使我们能够使用分压器规则来计算每个串联电阻器上的电压降。

电阻分压器

这里的电路由两个串联在一起的电阻器组成：R 1和R 2。由于两个电阻器串联连接，因此必须遵循相同值的电流必须流过电路的每个电阻元件，因为它无处可去。从而在每个电阻元件上提供I*R电压降。

通过在该串联组合上施加电源或源电压V S ，我们可以应用基尔霍夫电压定律 (KVL)，还可以使用欧姆定律找到根据流过它们的公共电流I得出的每个电阻器上的压降. 因此求解流经串联网络的电流 (I) 可以得出：

流经串联网络的电流很简单，即I = V/R，遵循欧姆定律。由于电流是两个电阻的共同电流 (I R1 = I R2 )，我们可以计算出上述串联电路中电阻R 2两端的电压降为：

同样对于电阻器R 1为：

分压器示例 No1

当串联组合的电源电压为 12 伏直流时，有多少电流流过与 40Ω 电阻串联的 20Ω 电阻。还要计算每个电阻器上产生的电压降。

每个电阻提供一个 I*R 电压降，该电压降与它在电源电压上的电阻值成比例。使用分压比规则，我们可以看到最大的电阻器产生最大的 I*R 压降。因此，R 1 = 4V且R 2 = 8V。应用基尔霍夫电压定律表明，电阻电路周围的电压降之和恰好等于电源电压，即 4V + 8V = 12V。

请注意，如果我们使用两个等值的电阻器，即R 1  = R 2，那么每个电阻器上的压降将恰好是两个串联电阻器的电源电压的一半，因为分压器比将等于 50%。

分压器网络的另一个用途是产生可变电压输出。如果我们用可变电阻器（电位器）代替电阻器R 2 ，那么R 2上的压降和 V OUT可以通过取决于电位器游标位置的量来控制，因此两个电阻值的比率也取决于我们有一个固定和一个可变电阻。电位计、微调器、变阻器和自耦变压器都是可变分压设备的例子。

我们还可以通过用光敏电阻器或 LDR等传感器替换固定电阻器R 2，将可变分压的想法更进一步。因此，当传感器的电阻值随着光照水平的变化而变化时，输出电压 V OUT也会按比例变化。热敏电阻和应变计是电阻传感器的其他示例。

由于上面的两个分压表达式与相同的公共电流相关，因此在数学上它们必须相互关联。因此，对于形成串联网络的任意数量的单个电阻器，任意给定电阻器上的电压降为：

分压器方程

其中：V R(x)是电阻两端的电压降，R X是电阻值，R T是串联网络的总电阻。由于每个电阻R与其对应的电压降V之间存在比例关系，因此该分压器方程可用于连接在一起的任意数量的串联电阻。但是请注意，此等式是针对未连接任何附加电阻负载或并联支路电流的空载分压器网络给出的。

分压器示例 No2

6kΩ、12kΩ 和 18kΩ 的三个电阻元件通过 36 伏电源串联在一起。计算总电阻、流过电路的电流值以及每个电阻器两端的电压降。

给出的数据：V S  = 36 伏，R 1  = 6kΩ，R 2  = 12kΩ 和 R 3  = 18kΩ

分压器电路

根据基尔霍夫电压定律 (KVL) 的定义，所有三个电阻器上的压降加起来应等于电源电压。所以电压降的总和是： V T = 6 V + 12 V + 18 V = 36.0 V 电源电压的相同值，V S等是正确的。再次注意最大的电阻器产生最大的电压降。

分压器网络中的电压抽头点

考虑连接到电压源 V S的一长串电阻器。沿着串联网络有不同的电压分接点A、B、C、D和E。

总串联电阻可以通过简单地将各个串联电阻值加在一起得出总电阻R T值为 15kΩ。该电阻值将限制电流流过由电源电压V S产生的电路。

使用上面的等式可以找到电阻两端的各个压降，因此V R1 = V AB、V R2 = V BC、V R3 = V CD和V R4 = V DE。

每个分接点的电压电平是相对于地 (0V) 测量的。因此， D点的电压电平将等于V DE ，而C点的电压电平将等于V CD + V DE。换句话说，C点的电压是 R 3和 R 4两端的两个压降之和。

因此，希望我们可以看到，通过选择一组合适的电阻值，我们可以产生一系列电压降，这些电压降具有从单一电源电压获得的成比例电压值。另请注意，在本例中，每个输出电压点的值都是正值，因为电源电压的负端 V S接地。

分压器示例 No3

1. 如果串联电阻网络连接到 15 伏直流电源，计算上述分压器电路每个分接点的空载电压输出。

2. 计算B点和E点之间的空载电压输出。

负电压和正电压分压器

在上面的简单分压器电路中，所有输出电压都以公共零电压接地点为参考，但有时需要从单个电源电压源产生正电压和负电压。例如，计算机 PSU 的不同电压电平，-12V、+3.3V、+5V 和 +12V，相对于公共参考接地端子。

分压器示例 No4

使用欧姆定律，如果提供给空载分压器电路的总功率为 -12V、+3.3V、+5V 和 +12V，则求出产生 -12V、+3.3V、+5V 和 +12V 电压电平所需的电阻器R 1、R 2、R 3和 R 4的值是 24 伏直流电，60 瓦。

在此示例中，零电压接地参考点已移动以产生所需的正电压和负电压，同时保持整个电源的分压器网络。因此，四个电压都是相对于该公共参考点测量的，导致点D处于所需的相对于地的 -12V 负电位。

到目前为止，我们已经看到串联电阻电路可用于创建可广泛用于电子电路的分压器或分压器网络。通过为串联电阻选择适当的值，可以获得低于输入或电源电压的任何输出电压值。但是除了使用电阻和直流电源电压来创建电阻分压器网络外，我们还可以使用电容器 (C) 和电感器 (L)，但使用正弦交流电源时电容器和电感器是电抗元件，这意味着它们电阻对电流的流动“起反应”。

电容分压器

顾名思义，电容分压器电路会在串联连接到公共交流电源的电容器上产生压降。通常，电容分压器用于“降压”非常高的电压以提供低压输出信号，然后可用于保护或计量。如今，高频电容分压器更多地用于手机和平板电脑中的显示设备和触摸屏技术。

与同时在交流和直流电源上工作的电阻分压器电路不同，使用电容器的分压只能在正弦交流电源上实现。这是因为串联电容器之间的分压是使用电容器的电抗X C计算的，它取决于交流电源的频率。

我们从关于交流电路中电容器的教程中记得，电容电抗 X C（以欧姆为单位测量）与频率和电容成反比，因此由以下等式给出：

容抗公式

• 在哪里：
•    Xc = 以欧姆为单位的容抗，(Ω)
•    π (pi) = 数值常数 3.142
•    ƒ = 以赫兹为单位的频率，(Hz)
•    C = 以法拉为单位的电容，(F)

因此，通过了解交流电源的电压和频率，我们可以计算出各个电容器的电抗，将它们代入上式中的电阻分压器规则，并获得每个电容器上的相应电压降，如图所示。

电容分压器

使用上述串联电路中的两个 10uF 和 22uF 电容器，我们可以根据连接到 100 伏、50Hz rms 电源时的电抗来计算每个电容器两端的 rms 压降。

当使用纯电容器时，所有串联电压降的总和等于电源电压，与串联电阻相同。虽然每个电容器上的压降量与其电抗成正比，但与其电容成反比。

结果，较小的 10uF 电容器具有更大的电抗 (318.3Ω)，因此与分别具有 144.7Ω 电抗和 31 伏电压降的较大 22uF 电容器相比，电压降更大，为 69 伏。串联电路中的电流 I C将为 216mA，并且与串联的 C 1和 C 2的值相同。

关于电容分压器电路的最后一点是，只要没有串联电阻，纯电容，69 伏和 31 伏的两个电容器压降在算术上将等于 100 伏的电源电压，因为两个电压由电容器彼此同相。如果出于某种原因两个电压彼此异相，那么我们不能像使用基尔霍夫电压定律那样简单地将它们相加，而是需要两个波形的相量相加。

电感分压器

顾名思义，感应分压器会在串联连接到公共交流电源的电感器或线圈上产生压降。感应分压器可以由单个绕组或线圈组成，该绕组或线圈分为两个部分，其中输出电压取自其中一个部分，或取自连接在一起的两个单独线圈。电感分压器最常见的例子是在次级绕组上有多个分接点的自耦变压器。

当与稳态直流电源或具有非常低频率（接近 0 Hz）的正弦波一起使用时，电感器充当短路。这是因为它们的电抗几乎为零，允许任何直流电流轻松通过它们，因此与之前的电容分压器网络一样，我们必须使用正弦交流电源执行任何电感分压。串联电感器之间的电感分压可以使用电感器的电抗X L来计算，它与容性电感一样，取决于交流电源的频率。

在有关交流电路中电感器的教程中，我们看到感抗 XL （也以欧姆为单位）与频率和电感成正比，因此电源频率的任何增加都会增加电感器的电抗。因此感抗定义为：

感抗公式

• 在哪里：
•    X L = 以欧姆为单位的感抗，(Ω)
•    π (pi) = 数值常数 3.142
•    ƒ = 以赫兹为单位的频率，(Hz)
•    L = 亨利电感，(H)

如果我们知道交流电源的电压和频率，我们可以计算两个电感器的电抗，并将它们与分压器规则一起使用，以获得每个电感器上的电压降，如图所示。

电感分压器

使用上述串联电路中的两个 10mH 和 20mH 电感器，我们可以根据连接到 60 伏、200Hz rms 电源时的电抗来计算每个电容器两端的 rms 压降。

与之前的电阻和电容分压电路一样，只要没有串联电阻，电感器上所有串联电压降的总和将等于电源电压。意思是一个纯电感器。每个电感器两端的压降量与其电抗成正比。

结果是较小的 10mH 电感器具有较小的电抗 (12.56Ω)，因此与分别具有 25.14Ω 电抗和 40 伏电压降的较大 20mH 电感器相比，30 伏电压下的电压降较小。串联电路中的电流 I L为 1.6mA，并且 L 1和 L 2的值相同，因为这两个电感器串联连接。

分压器总结

我们在这里看到，分压器或网络是一种非常常见且有用的电路配置，使我们能够从单个电压源产生不同的电压电平，从而无需为以不同电压工作的电路的不同部分提供单独的电源电压水平。

顾名思义，分压器或分压器使用电阻器、电容器或电感器将固定电压“划分”成精确的比例。最基本和常用的分压电路是两个固定值串联电阻的分压电路，但也可以使用电位器或变阻器进行分压，只需调整其游标位置即可。

分压器电路的一个非常常见的应用是用传感器代替其中一个固定值电阻器。电阻传感器，如光传感器、温度传感器、压力传感器和应变计，它们会随着环境变化而改变电阻值，这些传感器都可以在分压器网络中使用，以提供模拟电压输出。双极晶体管和 MOSFET 的偏置也是分压器的另一个常见应用。