Spannungsteiler: wie eine Last die Ausgangsspannung verändert
Vergleiche unbelasteten und belasteten Ausgang mithilfe des Ersatzwiderstands.
Methode
Die unbelastete Teilerformel setzt voraus, dass vom Mittelpunkt nur durch den unteren Widerstand Strom abfließt. R1 verbindet die Quelle mit dem Mittelpunkt, R2 den Mittelpunkt mit dem Rückleiter. Die Ausgangsspannung ist Vin × R2 / (R1 + R2). Eine Last zwischen Mittelpunkt und Rückleiter liegt parallel zu R2. Ersetze R2 durch diesen Ersatzwiderstand. Auch ein Messgerät mit hohem Eingangswiderstand belastet den Ausgang.
Rechenbeispiel
Gleiche Widerstände liefern im Beispiel unbelastet die halbe Versorgungsspannung. Eine Last mit dem Wert des unteren Widerstands halbiert den Ersatzwiderstand dieses Zweigs: Ausgangsspannung sinkt, Quellenstrom steigt. Berechne zuerst die Parallelschaltung und trage sie als unteren Widerstand ein. Diese positive Widerstandslast kann die ideale Mittelpunktspannung nicht erhöhen.
Vin = 12 V; R1 = 1000 Ω; R2 = 1000 Ω
Vout = 12 × 1000 / (1000 + 1000) = 6 V
RL = 1000 Ω; R2 ∥ RL = 500 Ω
Vout = 12 × 500 / (1000 + 500) = 4 V
Prüfungen und Grenzen
Die Quelle wird als ideal und konstant angenommen. Toleranzen, Erwärmung und Quellenwiderstand verändern reale Werte. Ein Teiler hält bei wechselndem Strombedarf keine Versorgungsspannung konstant. Prüfe Verlustleistung und Nennwerte jedes Widerstands. Aktive Lasten, Kondensatoren und frequenzabhängige Impedanzen brauchen ein anderes Modell. Die Rechnung bestätigt weder elektrische Sicherheit noch einen praktischen Entwurf.