串联分压器如何工作？

如果造成这种情况的原因是我对电流缺乏基本的了解，我对此表示歉意。当我看这个：

我不明白为什么将Z2纳入Vout-据我所知，电流应该在进入Z2之前分支出来。电流会从输入端直接流到地，然后束缚回去并扩散吗？

串联分压器如何工作？

恐怕电路，如图所示，被迷惑于那些刚学的基础知识。尽管不明显，但两个阻抗是串联连接的，这意味着流过的所有电流$Z_1$ 通过 $Z_2$ -在到达之前没有“分支” $Z_2$。这对于理解分压器方程至关重要。

让我们重画电路以强调串联连接：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

显然，这是一个串联电路，串联电流仅为

$$I = \frac{V_{in}}{R_1 + R_2}$$

根据欧姆定律，电阻两端的电压是流过的电流和电阻的乘积。因此，每个电阻两端的电压为

$$V_{R1} = I R_1 = V_{in}\frac{R_1}{R_1 + R_2}$$

$$V_{R2} = I R_2 = V_{in}\frac{R_2}{R_1 + R_2}$$

这是分压，并且该结果主要取决于以下事实：电阻器串联连接，以使它们具有相同的电流通过。

现在，如果我们电路的输出是$R_2$，我们可以将两个电阻连接的节点标记为 $V_{out}$ 如您问题中的示意图所示。

而且，我们可能不会像原理图中那样显式绘制输入电压源。

最后一件事，如果我们将另一条电路与 $R_2$ 这样一些电流通过 $R_1$通过该路径“分支”，以上推导的分压器方程不再有效。

但是，我们可以通过替换 $R_2$ 在上面的等式中 $R_{EQ}$ 哪里

$$R_{EQ} = R_2 || R_L$$

和 $R_L$ 是外部电路的等效电阻。

您的推理是分压器的问题，而不是您所相信的原因。

如果我们假设连接到V _out的电路具有无限阻抗，则来自V _in的所有电流_都流过Z ₁，因此流过Z ₂。当电流流过每个电阻器时，在它们两端会形成电压差，与它们的电阻与总电阻之比成正比（欧姆定律）。无论我们是否进行测量，都会存在该电压降，并且该电压降会在高于地面的某个电压下保持V _out。这是分压器的基本操作。

你的问题几乎在触摸是V _出来并不会具有无限大的阻抗。确实有一些电流从节点流出，进入连接的电路，这减小了Z ₂两端的电压降。这就是为什么分压器不能用作比FET或二极管更复杂的任何东西的稳压器。

使用水的类比，假设您的一端有50英尺长的半英寸直径的软管钩在软管围嘴上，另一端被封住，软管围嘴处有一个压力表，另一端在软管的封住了端。软管，另一根在软管中间。

现在想象一下，打开了软管围嘴，软管围嘴处的压力表读数为50 PSI。

由于软管的另一端被盖住，因此没有水流过软管，其他压力表的读数也将为50 PSI。

同样，如果我串联连接两个电阻器，则将串的一端连接到50伏电源，然后让另一端悬空，将电压表连接到串的电源端，电阻的结点和串的浮动端将全部读数为50伏，因为没有电源返回，因此没有电荷流过串。

现在，打开软管的盖子。

水将流过它，并且由于没有任何东西阻止水流向未封端，因此该压力表的读数为0 PSI。

假定围兜后面没有任何损失，围兜处的压力将保持在50 PSI，然后，软管的另一端为0 PSI，软管中间的压力表必须显示为25 PSI。

然后，在串中具有两个等值电阻器时，当串的浮动端返回到电源时，电荷将流过该串。

然后，假设电源的负载输出没有电压降，则在该串的那一端的电压表将读取50伏，在该串的返回端的一个电压表将读取零伏，而在电阻的结点将读取一伏。将读取25伏。

首先，您必须意识到没有反弹的发生。直流电压产生的电流始终是单向的，在电路中，给定的电流来自

$$V_{in} \rightarrow Z_1 \rightarrow Z_2 \rightarrow GND$$

在这里，分支在 $V_{out}$是开放的（意味着无限阻抗）。因此，理想情况下，由于电路路径不完整，因此不会分支出电流。

这正是电压测量设备（例如电压表）具有高阻抗的原因。每当您在两者之间连接高电阻设备（负载的一般特性）时$V_{out}$ 和 $ground$ 电流通过 $Z_2$ 并选择它。

当然，一些电流也会泄漏到负载上，从而导致电势下降。要计算压降，您必须考虑等效的电阻$Z_2$ 和 $Z_{load}$ （负载电阻）并联并更换 $Z_2$在上面的电路中计算出的等效电阻。现在您有了一个简单的分压器$V_{out}$ 可以计算为

$$V_{out} = V_{in} \frac{Z_2}{Z_1 + Z_2}$$

一定， $V_{out}$ 无负载将大于具有一定有限电阻的负载。