分壓器是用于創建一個電壓小于或等于輸入電壓的無源線性電路。它是由高壓臂和低壓臂組成的轉換裝置。測得的高壓作用在器件上，輸出電壓從低壓臂得到。

高低壓臂的元件通常是電阻器和電容器。相應的器件稱為電阻分壓器、電容分壓器和阻容分壓器。分壓器是電子學中最基本的電路之一。

一、分壓器概述

1.1 分壓器結構

分壓器是現場測量的專用儀器，測量直流高壓和交流高壓。分壓器采用平衡等電位屏蔽結構，體內采用優質電子元件。使其具有測試準確、線性好、性能穩定、結構合理、攜帶方便、操作簡單、顯示直觀等特點。

圖 1. 分壓器電路

1.2 分壓電路

電壓通常包含兩個重要的術語：電動勢(EMF) 和電位差 (PD)。當某物提供電壓時，例如電池，由于電動勢，它會提供沿電路拉動電子所需的力。當元件消耗電路中的電壓時，其上的電壓降量稱為電位差。一些關于電壓的規則可以幫助電路設計，包括：

1. 串聯電壓累積。
   2）并聯電壓始終相同。
   3）元件中的PD與其電阻成正比。
2. 極性是決定性的。
3. 電路周圍的 EMF 之和等于 PD 之和。
   串聯電壓總是累積的規則會影響 EMF 和 PD。如果電池串聯連接，它們的電壓會相加。如果有串聯元件，則可以應用此規則，其組合 PD 為輸出電壓。雖然很容易識別電位差，但一定要密切注意電源的極性。因為電池反向減去組合電壓。

圖 2. 一系列電壓相加的示例

并聯電壓始終相同。這就是為什么將不同電壓的電池并聯連接不是一個好主意的原因之一。例如，當兩個不同電壓的電池并聯時，電壓較大的電池會嘗試給較小的電池充電，這可能會損壞它。

圖 3. 并聯電壓電路示例

我們知道串聯電壓相加，并聯電壓相同。還有一些問題。串聯電路中元件之間的電壓如何分離？什么決定了每個組件的電壓？分壓（稱為電位差）由元件的電阻與串聯電路的電阻之比決定。這與電壓規則直接相關：

元件上的 PD 值與其電阻成正比。

基本上，這意味著元件的電阻越大（與串聯電路相比），其電位差就越大。事實上，元件上的電壓等于

當考慮經典的分壓電路時，公式通常寫為

下面是一個典型的分壓器電路，從 5V 電源提供大約 3.3V：（
該電路可用于將 5V 輸出設備連接到微控制器上的 3.3V 輸入，例如粒子光子。）

圖 4. 經典分壓器電路示例

當電壓 (EMF) 施加到電路時，串聯元件上所有電位差的總和將等于 EMF。例如，電池提供的電壓將在串聯的組件之間分配，所有這些分壓的總和將等于電池的電壓。

圖 5. 串聯電壓電路

二、分壓器的種類

1. 根據應用
   a) 實驗室
   b) 電力系統

2.按被測電壓
a)交流分壓器
有電阻式和電容式兩種。電阻型由適合測量低頻交流電壓的無感電阻元件組成。電容型由電容元件組成。基本不耗電，可用于更高電壓的測量。測量電壓范圍從數千伏到數百萬伏。所以它的應用范圍很廣。
b) 脈沖分壓器
脈沖電壓是一種變化快、諧波成分多的非周期性脈沖電壓. 為了準確測量其波形和幅度，要求脈沖分頻器具有良好的響應特性。共有三種類型：電阻式、電容式和電阻-電容式。
c) 直流分壓器
它由二（組）電阻元件組成，通常用高阻電壓表測量低壓臂上的電壓。

圖 6. 高壓分壓器

3、根據分壓器的原理
a) 電容
分壓器 用于測量脈沖電壓的電容分壓器可分為兩種。一個分壓器的高壓臂由多個高壓電容器堆疊而成，另一個分壓器的高壓臂只有一個電容器。

前者的分壓器多裝配有絕緣外殼的油紙絕緣脈沖電容器，要求該電容器的電感較小，能承受短路放電。高壓油紙電容器由多個元件串聯和并聯組裝而成。每個元件不僅具有電容，還具有串聯的固有電感和接觸電阻，以及并聯的絕緣電阻。當然，每個組件都有對地的雜散電容。這種分壓器應該看成是分布式參數，所以稱為分布式電容分壓器。

分布式電容分壓器由多個脈沖電容堆疊而成，只有幅度誤差，沒有波形誤差。至于幅度誤差，用標準分壓器校準后可以完全消除。但是在測量陡波時，由于電容分壓器的電容比分壓器屏蔽環的雜散電容大很多，響應時間也長很多。所以在測量陡波方面，電容分壓器的響應特性不如屏蔽電阻分壓器。單電容分壓器不耗能，無發熱煩惱。對于測量波前和半峰時間較長的波，電容分壓器優于電阻分壓器。

此外，集中式電容器分壓器的高壓臂可以使用充有壓縮氣體的標準電容器。這種電容器的電容值非常準確穩定，介質損耗小。因為是屏蔽的，所以電容值不受周圍物體的影響。在工頻測量中，它得到了非常普遍的應用。但作為沖擊電容分壓器使用時，會出現一些問題。即疊加高頻振蕩。

b) 電阻分壓器
其內阻為純電阻，具有結構簡單、使用方便、穩定性好等特點。它在測量瞬態脈沖電壓時產生的誤差與電阻值與雜散電容的乘積有關對地，因此應盡量減少雜散電容對地的大小和影響，電阻分壓器應減少電感。

c) 阻容分壓器
阻容分壓器按接線方式可分為串聯式分壓器和并聯式分壓器。
電阻電容串聯分壓器也稱為阻尼電容分壓器。最近，高壓分壓器屬于這種類型。克服了電容電路的殘余電感，防止分壓器振蕩，性能優良。根據加阻尼的不同，RC串聯分壓器可分為高阻尼分壓器和低阻尼分壓器兩種。高阻尼電容分壓器不能用作沖擊電壓發生器的負載（調波）電容。它僅用作測量電壓的轉換裝置。低阻尼電容分壓器的串聯阻尼電阻很小，它的接法不會造成測試電路中產生標準波的困難。也可用作負載電容，是通用的分壓器。從易用性的角度來看，它比高阻尼電容分壓器更具優勢。從響應特性來看，它不如高阻尼電容分壓器，因為它也包含振蕩。
從理論上講，當電壓快速變化時，分壓比主要由電容決定；當變化緩慢時，由電阻決定。裝置電阻絲正負極緊緊纏繞在瓷管上，并與各電容器并聯。實踐證明，選擇的電阻值不能太小，否則會影響發電機的輸出負載，所以一般選擇的比較大。但是，效果很小。它類似于沒有電阻的純電容分壓器。

圖 7. 分壓器電流

三、分壓器特性

3.1 分壓器基礎

1）分壓器采用高精度電阻電容組裝，特殊工藝灌封，干式密封，不存在漏油問題。
2）高輸入阻抗：降低測試電流，功耗小，產品體積小，重量輕，性能穩定，測量精度高。
3）分壓器、多值千伏表、專用電纜均置于鋁合金箱體內，安全可靠，便于攜帶和運輸。
4）多值千伏表可直接讀取直流平均值、交流峰值、有效值、峰值等電壓值。
5）150KV以上采用有機復合絕緣護套，增加了表面爬電距離，大大降低了產品的高度。因此該設備使用和攜帶更加方便。

3.2 分壓電路的兩大要點

1）輸入端
需要分析輸入信號電壓從哪里輸入到分壓電路，具體的輸入電流回路是什么。電路分析中確定電流回路的方法如下：從信號電壓的輸入端開始，至少跟隨兩個元件（不一定是電阻器）到地。
2) 輸出端子
分壓電路輸出的信號電壓必須送到下一級電路。理論上，下一級電路的輸入是輸出端。但是，有時很難分析下一級電路的輸入端。所以你可以用更簡單的方法來分析：找出分壓電路中的所有元件，從地線到上端分析，然后找出某個元件與其他電路相連。該連接點是分壓電路的輸出端，也是分壓電路的輸出電壓。
在分析分壓電路的過程中，往往需要弄清楚輸出電壓的大小。
輸出電壓的計算方法：Uo=R2/R1+R2·Ui
其中 Ui 是輸入電壓，Uo 是輸出電壓。
輸出電壓小于輸入電壓，因為分壓器電路會衰減輸入信號電壓。即改變Rl或R2電阻的大小可以改變輸出電壓Uo。

3.3 公共分壓器特性

電阻分壓器
(1)用溫度系數小的康銅線或溫度系數小的高電阻的卡馬線繞制時，其溫度穩定性高，運行時的長期穩定性也高。
(2)采用壓阻分壓器結構，其響應特性可能比較高。
電容分壓器
(1) 分布式電容分壓器由多個脈沖電容堆疊而成，只有幅度誤差，沒有波形誤差。
(2)集中式電容器分壓器的高壓臂可采用充有壓縮氣體的標準電容器。這種電容器的電容值非常準確穩定，介質損耗小。因為是屏蔽的，所以電容值不受周圍環境的影響。
阻容分壓器
高阻尼電容分壓器不能用作沖擊電壓發生器的負載（調波）電容。它僅用作測量電壓的轉換裝置。低阻尼電容分壓器的串聯阻尼電阻很小，它的接入不會使測試電路中產生標準波變得困難。它也可以用作負載電容器，它是一個通用的分壓器。

3.4 分壓公式

你如何計算分壓器？在串聯電路中，電壓分布與電阻的大小成正比，即電阻越大，電壓分布越大；反之，電阻越小，電壓分布越小。分壓器產生的輸出電壓 (Vout) 是其輸入電壓 (Vin) 的一小部分。
在串聯電路中，導體兩端的電壓與其電阻成正比。

通過I1 = I2，U1 / R1 = U2 / R 2是

使用Apogee的分壓器計算器給定輸入（或源）電壓和電阻值，有助于確定分壓器電路的輸出電壓。只需輸入幾個值，此工具將立即為您顯示圖解結果。

四、分壓規則

在使用和測試分壓器時，應注意以下規則：

1. 測試現場不應有雜物，以免影響測量精度。
   2）地線必須連接牢固，以保證安全的操作距離。
   3）試驗結束后，必須完全放電。
2. 嚴禁使用超額定電壓。
3. 確保設備表面清潔，存放于陰涼干燥處。

五、分壓電位器

電位器是一個壓敏電阻，可用于創建可調分壓器。其絕對電阻值不會影響輸出電壓，輸出電壓與輸入電壓成正比。常用的電位器阻值精度和溫度系數較差。但是，只要電位器的阻值一致，電壓就會平分。假設滑塊連接到高阻抗電路，滑塊的接觸電阻不會影響輸出電壓。滑動片接觸電阻是滑動片接觸點處的值。

當電位器作為可變電阻時，其阻值精度和溫度系數都會影響電路。滑塊的接觸電阻會影響電路的電阻，滑塊的接觸電阻會隨著位置、溫度、振動和時間的變化而變化。

六、分壓器與變壓器的主要區別

1）變壓器通過磁通量的變化引起感應電動勢來改變交流電壓。電容分壓器在充放電過程中通過容抗改變交流電壓。
2）變壓器可以升壓或降壓；電容分壓器不能升壓。
3）理想變壓器的輸入功率隨輸出功率的變化而變化；而在空載時分壓器的輸入功率不變。
4）理想變壓器工作時，通過鐵芯的磁通量是恒定的。線圈兩端的電壓遵循法拉第電磁感應定律，另外，分壓器工作時，其回路電流是一個恒定值。

關于分壓器規則和公式的常見問題

1. 什么是分壓規則公式？
   使用分壓比規則，我們可以看到最大的電阻產生最大的 I*R 壓降。因此，R1 = 4V 且 R2 = 8V。應用基爾霍夫電壓定律表明，電阻電路周圍的電壓降總和恰好等于電源電壓，因為 4V + 8V = 12V。
2. 分壓器的用途是什么？
   分壓器可用于降低非常高的電壓，以便可以通過電壓表進行測量。高壓施加在分壓器上，分壓器輸出（輸出在儀表輸入范圍內的較低電壓）由儀表測量。
3. 什么是分壓器方程？
   分壓器公式/等式
   R2 / R1 + R2 = 比率確定按比例縮小電壓的比例因子。例如，Vin = 100，R1=20，R2=10。
4. 什么是分壓規則？
   在電子學中，分壓法則是一種簡單且最重要的電子電路，用于將大電壓變為小電壓。...當在電阻對上施加 i/p 電壓時，o/p 電壓將從它們之間的連接中出現。
5. 分壓器是如何工作的？
   分壓器可用于降低非常高的電壓，以便可以通過電壓表進行測量。高壓施加在分壓器上，分壓器輸出（輸出在儀表輸入范圍內的較低電壓）由儀表測量。