วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า (Voltage Divider Circuit)

จำนวนผู้เยี่ยมชมหน้านี้              

             วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าเป็นการประยุกต์กฎของโอห์มมาใช้ โดยการลดขั้นตอนในการคำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวในวงจรอนุกรม ตามลำดับลงให้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยการแทนค่าต่างๆ ตามลำดับ จนได้เป็นสูตรลัดในการคำนวณขึ้นมา

             ในการที่จะคำนวณค่าได้นั้น เราจะต้องรู้ค่าแรงดันทั้งหมด และค่าความต้านทานทุกตัว เพราะถ้าเรารู้ค่าแรงดันทั้งหมด และค่าความต้านทานทุกตัว เราจะสามารถคิดค่าสัดส่วนของแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัว ตามคุณสมบัติของแรงดัน ในวงจรอนุกรมที่ว่า แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับวงจรอนุกรมจะแบ่งตกคร่อมอยู่ที่ความต้านทานตามสัดส่วนของค่าของความต้านทาน โดยความต้านทานมากจะตกคร่อมมาก และความต้านทานน้อยจะตกคร่อมน้อย

               วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า จะใช้กับวงจรที่ความต้านทานต่อกันแบบอนุกรม ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป โดยสามารถประยุกต์ใช้สูตรวงจรแบ่งแรงดันได้ 2 กรณี คือ

              1. วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า กรณีไม่มีโหลด

              2. วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า กรณีมีโหลด

              วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า กรณีไม่มีโหลด 

                   กรณีไม่มีโหลด เราจะสามารถหาค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวได้จากสัดส่วนของความต้านทาน

                  เราจึงสามารถหาค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวได้จาก แรงดันทั้งหมดที่จ่ายในวงจรนั้น คูณด้วยสัดส่วนของความต้านทานในวงจร

                  สัดส่วนของความต้านทานแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานของตัวมันเองหารด้วยค่าความต้านทานทุกตัวบวกกัน

                  ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนเป็นสูตรวงจรแบ่งแรงดัน ได้ดังนี้

      เมื่อ   V_x = แรงดันตกคร่อมความต้านทานที่เราต้องการหาค่า
              E_t = แรงดันทั้งหมดของวงจรอนุกรมนั้น

             R_x = ค่าความต้านทานที่เราต้องการหาค่าแรงดันตกคร่อม

             R₁ = ค่าความต้านทานตัวที่ 1

             R₂ = ค่าความต้านทานตัวที่ 2

             R₃ = ค่าความต้านทานตัวที่ 3

             R_n = ค่าความต้านทานตัวสุดท้าย

ตัวอย่าง จากวงจรด้านบนจงหาค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัว

            จากสูตรจะหาค่าแรงดันตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวได้ดังนี้

       
               กรณีมีโหลด

             วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า กรณีมีโหลด คือกรณีที่วงจรส่วนใดส่วนหนึ่งมีความต้านทานหรือโหลดมาต่อขนานกับส่วนนั้น ก็จะมีผลทำให้ค่าความต้านทานรวมของส่วนนั้นลดลง ดังนั้นก่อนที่จะทำการหาสัดส่วนของความต้านทานเหมือนกรณีไม่มีโหลด ให้เราทำการหาค่าความต้านทานรวมของส่วนที่มีโหลดมาต่อขนาน โดยใช้สูตรหาค่าความต้านทานรวมของวงจรขนาน แล้วแต่กรณี เมื่อได้ความต้านทานรวมของส่วนนั้นแล้ว จึงค่อยนำมาหาค่าแรงดันตกคร่อมแต่ละส่วนตามสูตรแบบไม่มีโหลดต่อไป 

  ตัวอย่าง จากวงจร จงหาแรงดันไฟฟ้าที่ต่อคร่อมความต้านทานแต่ละตัว

  วิธีการทำ

               จากวงจร เราจะเห็นว่า  ส่วนที่มีความต้านทาน RL มาต่อขนานกับ R4 ให้เราหาความต้านทานส่วนนี้ก่อน จะได้

                 จะเห็นว่าเมื่อเรารวมความต้านทาน  R₄ และ R_L  แล้ว วงจรก็จะกลับมาเป็นลักษณะของวงจรแบ่งแรงดันแบบไม่มีโหลด

                    เมื่อได้ความต้านทานส่วนนี้แล้ว เราจึงนำไปหาค่าตามสูตรแบบไม่มีโหลดต่อไป ดังนี้

        1. หาสัดส่วนทั้งหมดของความต้านทาน  = R_t                   

                 R_t   = R₁ +  R₂ + R₃ + R_tL

                            = 20 + 30 + 30 + 20

                            = 100

        2. หาแรงดันตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวตามสูตรการแบ่งแรงดัน ได้ดังนี้