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Spannungsteiler (belastet)

Hängt an der unteren Teilspannung ein Verbraucher, liegt er parallel zu R₂. Der Ersatzwiderstand wird kleiner, deshalb sinkt U₂ unter den Wert des unbelasteten Teilers.

U2=U·(R2·RLR2+RL)R1+R2·RLR2+RL
Umstellen nach
U2
Spannung an R₂ und an der Last mV · V
U
Gesamtspannung am Teiler mV · V
R1
oberer Widerstand Ω · kΩ · MΩ
R2
unterer Widerstand Ω · kΩ · MΩ
RL
Lastwiderstand Ω · kΩ · MΩ

Die Formel umgestellt

  • nach U2 Spannung an R₂ und an der LastU2=U·(R2·RLR2+RL)R1+R2·RLR2+RL
  • nach U Gesamtspannung am TeilerU=U2·(R1+R2·RLR2+RL)R2·RLR2+RL
  • nach R1 oberer WiderstandR1=(R2·RLR2+RL)·(U−U2)U2
  • nach R2 unterer WiderstandR2=(U2·R1U−U2)·RLRL−U2·R1U−U2
  • nach RL LastwiderstandRL=(U2·R1U−U2)·R2R2−U2·R1U−U2

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
U2Spannung an R₂ und an der LastmV, V
UGesamtspannung am TeilermV, V
R1oberer WiderstandΩ, kΩ, MΩ
R2unterer WiderstandΩ, kΩ, MΩ
RLLastwiderstandΩ, kΩ, MΩ

Merke

U₂ = U · R₂‖R_L / (R₁ + R₂‖R_L) mit R₂‖R_L = R₂ · R_L / (R₂ + R_L). Je kleiner der Lastwiderstand im Vergleich zu R₂, desto stärker bricht die Teilspannung ein. Faustregel: Ist R_L mindestens zehnmal so groß wie R₂, weicht U₂ nur wenige Prozent vom unbelasteten Wert ab.

In der Praxis

Typisch bei Sensoreingängen, Potentiometern und beim Messen: Ein Voltmeter mit 10 MΩ an einem hochohmigen Teiler zeigt zu wenig an. Einen Teiler „steif“ machen heißt, den Querstrom durch R₂ groß gegen den Laststrom zu wählen (oft zehnfach) – das kostet aber Verlustleistung. Für Lasten mit wechselndem Strom ist ein Spannungsteiler ungeeignet, dafür gibt es Spannungsregler.

Beispiel

Ein Teiler aus R₁ = R₂ = 10 kΩ liegt an 12 V. An R₂ hängt eine Last mit 10 kΩ. Welche Spannung liegt an der Last?

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