Cara menghitung resistor pembagi tegangan beserta contohnya

Dalam desain rangkaian elektronik, pembagian teganganperlawananadalah kombinasi umum komponen yang digunakan untuk membagi tegangan menjadi rasio yang diinginkan. Menghitung resistansi resistor pembagi tegangan secara akurat sangat penting untuk memastikan pengoperasian normal rangkaian. Artikel ini akan memperkenalkan metode perhitungan resistor pembagi tegangan secara rinci, dan memberikan contoh spesifik untuk membantu pembaca lebih memahami dan menerapkan resistor pembagi tegangan.

Resistor pembagi tegangan biasanya terdiri dari dua resistor yang dihubungkan secara seri, menggunakan prinsip distribusi tegangan resistor untuk membagi tegangan total menjadi beberapa bagian. Menurut hukum Ohm, tegangan pada suatu resistor berbanding lurus dengan nilai resistansinya. Asumsikan kedua resistor tersebut adalah R1 dan R2, dan tegangan total resistor seri adalah Vin, maka tegangan keluaran Vout pada R2 adalah:

\[ V_{keluar} = V_{masuk} \kali \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]

(1) Tentukan tegangan masukan Vin dan tegangan keluaran yang diperlukan Vout.

(2) Turunkan rasio hambatan menurut rumus:

\[ \frac{R_2}{R_1 + R_2} = \frac{V_{keluar}}{V_{masuk}} \]

(3) Pilih nilai resistor, biasanya tentukan R2 terlebih dahulu, lalu hitung R1:

\[ R_1 = R_2 \kali \kiri(\frac{V_{masuk}}{V_{keluar}} 1\kanan) \]

Asumsikan tegangan input Vin adalah 12V dan tegangan 5V perlu dikeluarkan. Pilih R2 sebagai 10kΩ dan hitung R1:

\[ R_1 = 10k\Omega \kali \kiri(\frac{12}{5} 1\kanan) = 10k\Omega \kali (2,4 1) = 14k\Omega \]

Oleh karena itu, memilih 14kΩ untuk R1 dan 10kΩ untuk R2 dapat mencapai pembagi tegangan dari 12V hingga 5V.

Saat menghitung resistor pembagi tegangan, Anda juga perlu memperhatikan kapasitas penanganan daya dari resistor tersebut. Rumus perhitungan daya adalah:

\[ P = \frac{V^2}{R} \]

Misalnya tegangan pada R1 adalah 7V dan hambatannya 14kΩ, maka dayanya adalah:

\[ P = \frac{7^2}{14000} = 0,0035W \]

Umumnya, daya dipilih lebih dari 2 kali nilai perhitungan sebenarnya untuk memastikan keamanan.

Terdapat kesalahan pada nilai resistansi resistor yang biasanya ±1%, ±5%, dan seterusnya. Kesalahan dapat mempengaruhi keakuratan tegangan keluaran. Untuk meningkatkan akurasi, Anda dapat memilih resistor dengan kesalahan kecil, atau menggunakan beberapa set resistor secara seri dan paralel untuk mengatur resistansi.

Resistor pembagi tegangan banyak digunakan dalam pengukuran tegangan, pembangkitan tegangan referensi, konversi level, dan kesempatan lainnya. Misalnya penyesuaian tegangan input analog mikrokontroler, redaman sinyal audio, dll.

Ketika diperlukan beberapa keluaran tegangan berbeda, resistor pembagi tegangan multi-tahap dapat digunakan secara seri. Tegangan pada setiap level dapat dihitung melalui resistor yang sesuai, dan desain keseluruhan harus memastikan bahwa tegangan pada setiap level memenuhi persyaratan.

Perhitungan resistor pembagi tegangan didasarkan pada prinsip distribusi tegangan resistor secara seri. Kuncinya adalah menentukan secara akurat tegangan masukan, tegangan keluaran, dan memilih resistansi dan daya resistor secara wajar. Melalui langkah-langkah dan contoh dalam artikel ini, pembaca dapat dengan mudah menguasai metode perhitungan resistor pembagi tegangan dan secara fleksibel menerapkannya pada desain rangkaian elektronik. Desain pembagian tegangan yang masuk akal tidak hanya dapat memastikan pengoperasian rangkaian yang stabil, tetapi juga secara efektif meningkatkan kinerja sistem.