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Calcolatore di divisore di tensione — inserisci tre valori e ottieni il quarto

Inserisci tre valori tra Vin, Vout, R1 e R2. Aggiungi un carico opzionale per vedere il Vout reale (caricato).

Input

V
Tensione di alimentazione/ingresso.
V
Uscita target al nodo centrale.
Tra Vin e Vout.
Tra Vout e massa.
Dispositivo collegato a Vout (trattato come resistore RL verso massa). Calcoleremo il Vout caricato.
Suggerimento: premi Enter per calcolare. Esc svuota.

Risultati

I risultati appariranno qui.

Schema

Divisore di tensione: Vin su R1 e R2 con Vout al nodo
Vin su R1 e R2, con Vout al nodo centrale. Usa il carico opzionale per vedere come R2 ∥ RL influisce su Vout.

Formule

Ideale (senza carico):
$$ V_{out} = V_{in} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} $$ Riorganizzazioni:

  • Dato \(V_{in}, V_{out}, R_2\): \( R_1 = R_2 \left(\frac{V_{in}}{V_{out}} - 1\right) \)
  • Dato \(V_{in}, V_{out}, R_1\): \( R_2 = R_1 \cdot \frac{V_{out}}{V_{in}-V_{out}} \)
  • Dato \(V_{out}, R_1, R_2\): \( V_{in} = V_{out} \cdot \frac{R_1 + R_2}{R_2} \)

Corrente del divisore (senza carico): \( I_{div} = \dfrac{V_{in}}{R_1 + R_2} \). Power: \( P_1 = I_{div}^2 R_1 \), \( P_2 = I_{div}^2 R_2 \).

Consigli e buone pratiche per il divisore di tensione

  • Scegli valori di resistenza sensati. Resistenze alte riducono la corrente a vuoto ma aumentano rumore e sensibilita a bias/perdite. Un totale di 10–200 kΩ e un intervallo pratico per ingressi MCU.
  • Controlla il carico. Qualsiasi dispositivo su Vout e in parallelo con R2. La gamba inferiore effettiva e \(R_2 \parallel R_L\), che abbassa Vout.
  • Occhio alla potenza dissipata. Verifica \(I_{div}\) e la potenza di ciascun resistore.
  • Buffer quando serve. Usa un follower con op-amp o un regolatore adeguato se il carico e basso.
  • Tolleranze e tempco. Preferisci resistori all'1% (o migliori); i ppm/°C contano per la precisione.
  • Banda passante. Divisori ad alto valore + capacita di ingresso formano un filtro RC.

Regola pratica: rendi la corrente del divisore ≳10× la corrente di bias dell'ingresso che stai pilotando, oppure usa un buffer.

Capire il concetto di divisore di tensione

Un divisore di tensione e uno dei mattoni fondamentali dell'elettronica. Si ottiene collegando due resistori in serie a una sorgente di tensione e prelevando l'uscita dal nodo tra i due. Il rapporto tra le resistenze determina come la tensione di ingresso (Vin) viene ridotta in una tensione di uscita piu piccola (Vout). La semplicita del circuito lo rende uno strumento essenziale per ingegneri, hobbisti e studenti di elettronica.

L'idea chiave e la proporzionalita: la tensione di uscita dipende dalla frazione di resistenza totale rappresentata dal resistore inferiore (R2). In forma matematica: \( V_{out} = V_{in} \times \dfrac{R2}{R1 + R2} \). Questa formula mostra quanto sia flessibile il divisore: scegliendo valori adatti per R1 e R2, puoi ottenere quasi qualsiasi tensione intermedia tra zero e la tensione di ingresso.

Nella pratica, i divisori di tensione si usano in molte applicazioni:

  • Scaling del segnale: quando un segnale e troppo alto per un ADC o un pin di microcontrollore, il divisore lo riduce in sicurezza.
  • Livelli di riferimento: spesso forniscono tensioni di bias per transistor o circuiti op-amp.
  • Interfaccia con sensori: molti sensori resistivi (termistori, fotoresistenze) fanno parte di un divisore per tradurre la resistenza in una tensione misurabile.
  • Audio e comunicazioni: i divisori attenuano segnali prima dell'amplificazione o di ulteriori elaborazioni.

Pur essendo utili, i divisori hanno limiti. Non sono adatti ad alimentare carichi importanti perche la tensione d'uscita cala se il dispositivo assorbe corrente. Per questo sono ideali per misura e segnale, non per alimentazione. Per superare il problema si usa spesso un buffer con op-amp o un regolatore dedicato.

Capire i divisori di tensione aiuta non solo nella progettazione pratica, ma anche a sviluppare l'intuizione su come interagiscono resistenza, corrente e tensione. Sono un passo verso reti piu complesse, equivalenti di Thevenin e gestione reale della potenza. Che tu lavori in robotica, audio o sistemi embedded, il divisore di tensione e un concetto che userai spesso.

5 curiosita sui divisori di tensione

I carichi dimezzano la gamba inferiore

Qualsiasi carico su Vout e in parallelo con R2. Un R2 da 10 kΩ con un carico da 10 kΩ equivale a 5 kΩ, abbassando Vout di ~2×.

Caduta reale

Conta solo il rapporto

Se moltiplichi R1 e R2 per lo stesso fattore, Vout/Vin resta identico; cambiano solo corrente e potenza sui resistori.

Invariante di scala

Usa il “bias 10×” come controllo

Rendi la corrente del divisore almeno ~10× la corrente di bias dell'ingresso che stai pilotando (pin ADC, op-amp). Se non ci arrivi, meglio un buffer.

Regola bias

Le tolleranze si sommano nei rapporti

Resistori all'1% raramente danno Vout all'1%: l'errore peggiore e nel rapporto. Un R1 a +1% e R2 a -1% spostano Vout di ~2%.

Trappola precisione

I divisori rendono nervosi i regolatori

Un divisore rumoroso e ad alta impedenza sul pin di sense di un LDO puo causare oscillazioni. Molti regolatori richiedono un carico minimo o una rete di feedback a bassa impedenza.

Capricci dei regolatori

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