Der Spannungsteiler

Spannung am Widerstand R2 läßt sich mit Hilfe der Formel

U_R2 = U_ein * R₂ / (R₁ + R₂)

berechnen (siehe Reihenschaltung von Widerständen). Als unbelasteter Spannungsteiler ergibt sich, mit den Werten vom Beispiel unten, eine Ausgangsspannung von xx Volt.

Wenn der Spannungsteiler belastet wird, verhält sich die Angelegenheit ähnlich. Der einzige Unterschied zum unbelasteten Spannungsteiler ist, daß der Lastwiderstand parallel zu R2 geschaltet ist.

Zur Berechnung von Strom und Spannung des Lastwiderstandes berechne ich folgende Werte in der angezeigten Reihenfolge:

1. Gesamtwiderstand
2. Gesamtstrom
3. Spannungsabfall am R1
4. Spannungsabfall am R2 / R_Last
5. Strom durch R_Last

Wenn die entnommene Leistung betrachtet wird, kommen wir zum Thema Leistungsanpassung. Zur maximalen Leistungsentnahme muß der Lastwiderstand so groß wie der Innenwiderstand des Spannungsteilers sein. Für die Berechnung des Innenwiderstandes wird die Spannungsquelle als Kurzschluß gewertet und die Gesamtschaltung von den Ausgangsklemmen aus betrachtet. Daraus ergibt sich eine Parallelschaltung mit R₁ und R₂ (siehe Parallelschaltung von Widerstände).

Der Innenwiderstand des Spannungsteilers beträgt R_i = xx kΩ.

Wenn ein Lastwiderstand von xx kΩ (= Innenwiderstand) gewählt wird, kann eine Leistung von P_{Last max} = xx mW bei einer Ausgangsspannung von U_a = xx V und einem Laststrom von I_Last = xx mA aus dem Spannungsteiler entnommen werden.

Mit dem oben gewählten Lastwiderstand sind es nur P_Last = xx mW.