分压电路

让我们分析一个简单的串联电路并确定各个电阻器上的压降：

根据各个电阻的给定值，我们可以确定总电路电阻，知道电阻串联相加：

确定总电路电阻

从这里，我们可以使用欧姆定律 (I=E/R) 来确定总电流，我们知道它与每个电阻电流相同，串联电路的所有部分的电流都相等：

使用欧姆定律计算电流

现在，知道电路电流为 2 mA，我们可以使用欧姆定律 (E=IR) 来计算每个电阻上的电压：

很明显，每个电阻器上的电压降与其电阻成正比，因为所有电阻器的电流都相同。注意 R2 两端的电压是 R1 两端电压的两倍，就像 R2 的电阻是 R1 的两倍一样。

如果我们要改变总电压，我们会发现这个电压降的比例保持不变：

求解压降比

尽管源电压发生了变化，但 R2 上的电压仍然恰好是 R1 压降的两倍。电压降的比例（一比）严格是电阻值的函数。

通过更多的观察，很明显每个电阻器上的压降也是电源电压的固定比例。例如，当电池电源为 45 伏时，R1 两端的电压为 10 伏。当电池电压增加到 180 伏（4 倍）时，R1 上的压降也增加了 4 倍（从 10 到 40 伏）。 比率 R1 的压降与总电压之间没有变化：

同样，其他电压降比也不会随着电源电压的增加而改变：

分压公式

因此，串联电路通常称为分压器 因为它能够将总电压按比例或划分为恒定比率的小数部分。通过一点代数，我们可以推导出一个公式，用于确定仅给定总电压、单个电阻和总电阻的串联电阻压降：

单个电阻与总电阻的比值与分压器电路中单个电压降与总电源电压的比值相同。这被称为分压器公式 , 是确定串联电路电压降的一种捷径方法，无需经过欧姆定律的电流计算。

使用分压公式的示例

使用这个公式，我们可以用更少的步骤重新分析示例电路的电压降：

电压 - 分压元件

分压器在电表电路中得到广泛应用，其中串联电阻的特定组合用于将电压“分压”成精确比例，作为电压测量设备的一部分。

电位器作为分压元件

一种经常用作分压元件的设备是电位器 ，这是一个电阻器，带有一个由手动旋钮或杠杆定位的可移动元件。可移动元素，通常称为 wiper , 与电阻性材料条（通常称为 slidewire 如果它是由电阻金属线制成）在手动控制选择的任何点：

滑动触点是绘制在垂直电阻元件中间的向左箭头符号。当它向上移动时，它会与靠近端子 1 并远离端子 2 的电阻条接触，从而降低对端子 1 的电阻并增大对端子 2 的电阻。当它向下移动时，会产生相反的效果。端子 1 和 2 之间测量的电阻对于任何滑动器位置都是恒定的。

旋转电位器与线性电位器

此处显示的是两种电位计类型（旋转和线性）的内部插图。

线性电位器

一些线性电位计由杠杆或滑动按钮的直线运动驱动。其他的，如上图中所描绘的，由一个用于微调能力的旋转螺钉驱动。后面的单位有时被称为trimpots 因为它们适用于需要将可变电阻“调整”到某个精确值的应用。

应该注意的是，并非所有线性电位计都具有如图所示的相同端子分配。有的，雨刷端子在中间，在两端端子之间。

旋转电位器

下图显示了旋转电位器的主体结构。

下图显示了一个真实的旋转电位器，带有外露的雨刷和滑线，便于查看。移动雨刷器的轴几乎顺时针转动，使雨刷器几乎接触到滑线的左终端：

这是相同的电位计，雨刮器轴几乎完全逆时针移动，使雨刮器靠近行程的另一个极端：

电路中电位器调整的影响

如果在外部端子之间（跨越滑线的长度）施加恒定电压，则游标位置将分接所施加电压的一小部分，可在游标触点和其他两个端子中的任何一个之间进行测量。分数值完全取决于雨刷的物理位置：

电位器应用的重要性

就像固定分压器一样，电位器的电压分压比 严格是电阻的函数，而不是施加电压的大小。换句话说，如果电位计旋钮或控制杆移动到 50%（精确的中心）位置，则雨刷器和任一外部端子之间的电压降将恰好是施加电压的 1/2，无论该电压发生什么变化是，或者电位器的端到端电阻是多少。换句话说，电位器起到了可变分压器的作用，分压比由游标位置设定。

电位计的这种应用是从固定电压源（例如电池）获得可变电压的非常有用的方法。如果您正在构建的电路需要一定量的电压，该电压低于可用电池的电压值，您可以将电位计的外部端子连接到该电池上，并在电位计之间“拨号”您需要的任何电压雨刮器和电路中使用的外部端子之一：

以这种方式使用时，名称 potentiometer 完全有道理：他们计量 （控制）潜力 （电压）通过创建可变分压比施加在它们之间。这种将三端电位器用作可变分压器的做法在电路设计中非常流行。

小电位器样品

此处显示的是消费电子设备中以及爱好者和学生在构建电路时常用的几种小型电位器：

最左侧和最右侧的较小单元设计用于插入无焊面包板或焊接到印刷电路板。中间单元设计为安装在平板上，电线焊接到三个端子中的每一个。这里还有三个电位器，比刚才显示的更专业：

大型“Helipot”装置是一种实验室电位计，旨在快速轻松地连接到电路。照片左下角的单位是同类型的电位器，只是没有外壳或10圈计数盘。这两个电位器都是精密单元，使用多圈螺旋轨道电阻条和雨刷机构进行小调整。右下方的单元是面板安装电位器，专为工业应用中的粗糙服务而设计。

评论：

• 串联电路比例，或除法 ，各个电压之间的总电源电压下降，比例严格取决于电阻：ERn =ETotal (Rn / RTotal)
• 电位器是具有三个连接点的可变电阻元件，经常用作可调分压器。

相关工作表：

• 分压电路工作表