Calculateur diviseur capacitif

Un diviseur de tension capacitif répartit une tension d'entrée alternative entre deux condensateurs montés en série. Comme la réactance capacitive est inversement proportionnelle à la capacité, la plus grande part de tension apparaît aux bornes du plus petit condensateur — le dual du diviseur résistif, où la tension suit la résistance. Ce calculateur de diviseur capacitif prend la tension d'entrée Vin, la capacité série haute C1 et la capacité de mesure basse C2, puis renvoie la sortie du nœud milieu Vout aux bornes de C2, le rapport de division, la capacité équivalente série et l'atténuation en décibels. Sondes haute tension, réseaux de couplage AC, fronts de lecture tactile capacitive et laboratoires d'impédance utilisent la même forme fermée. Les requêtes avec des capacités non positives échouent avec une erreur de validation claire au lieu de diviser par zéro.

Fonctionnement du diviseur capacitif à deux condensateurs

Placez deux condensateurs idéaux C1 et C2 en série aux bornes d'une source alternative Vin. La plaque supérieure de C1 voit Vin, la jonction entre C1 et C2 est le nœud milieu, et l'autre extrémité de C2 revient à la référence de la source. La tension de sortie Vout est prise du nœud milieu à la référence, c'est-à-dire la tension aux bornes de C2.

À toute fréquence fixe, les réactances valent Xc1 égal à un sur oméga C1 et Xc2 égal à un sur oméga C2. Un diviseur de tension série avec ces impédances donne Vout égal à Vin multiplié par Xc2 sur Xc1 plus Xc2. En substituant les expressions de réactance, oméga s'annule et le résultat se réduit à Vout égal à Vin multiplié par C1 sur C1 plus C2.

En d'autres termes, la tension de chaque condensateur est inverse à sa capacité, de sorte que le plus petit prend la plus grande part de Vin. La capacité équivalente série est C1 multiplié par C2 sur C1 plus C2, la même identité lors de la réduction de deux condensateurs en série. Ces identités sont exactes pour des condensateurs linéaires localisés à ESR et fuites négligeables ; les composants réels ajoutent tolérance, coefficients de tension et parasites à la masse, mais la première étape de conception reste ce partage algébrique.

Les champs vides ou non finis échouent à la validation. Une capacité nulle ou négative échoue car un condensateur passif ne peut pas fournir une C non positive.

Ce que vous envoyez et ce que vous recevez

Envoyez trois nombres finis : vin en volts pour l'entrée alternative sur la paire série, c1 pour la capacité série haute, et c2 pour la capacité de mesure basse aux bornes de laquelle Vout est mesurée. Les valeurs de capacité doivent partager une unité — farads, microfarads, nanofarads ou picofarads — car seul le rapport C1 sur C1 plus C2 compte pour la tension. Les deux capacités doivent être strictement positives.

Champs manquants, chaînes non numériques, NaN et Infinity échouent aussi et ne sont pas facturés. Contrôles classiques en cours : dix volts sur des condensateurs égaux d'un nanofarad doivent donner cinq volts en sortie avec un rapport un demi et moins six décibels d'atténuation.

Où les calculateurs de diviseur capacitif interviennent en pratique

Les cours d'introduction aux circuits AC assignent des exercices de diviseur capacitif juste après les condensateurs en série et avant l'analyse phasorielle complète, aussi les étudiants ont besoin d'un oracle fiable qui renvoie Vout, ratio et équivalent série à comparer à l'oscilloscope en laboratoire.

Les équipes d'électronique de puissance et d'instrumentation conçoivent des diviseurs de mesure AC haute tension avec un petit C1 série et un plus grand C2 de shunt pour que le nœud milieu reste dans la plage d'un ADC ou d'un amplificateur opérationnel sans charge résistive qui dissiperait des watts en haute tension. Les cartes RF et signaux mixtes utilisent des chaînes de couplage capacitif pour fixer une atténuation indépendante de la polarisation vers des récepteurs ou des détecteurs de niveau.

La mise en service firmware de fronts tactiles ou de proximité capacitifs a souvent besoin du rapport du diviseur à vide avant que pads parasites et filtres firmware n'entrent dans le modèle. Les techniciens de réparation qui diagnostiquent un réseau de mesure défaillant demandent quelle tension de nœud milieu les valeurs C d'origine auraient dû produire, et une réponse en forme fermée est plus rapide qu'un deck SPICE complet pour deux condensateurs idéaux.

Conservez les diviseurs résistifs, les diviseurs de courant et les totaux de capacité série sur des landings séparées afin que chaque intention de recherche ait une page claire plutôt qu'un outil multitopologie confus pour les étudiants et les moteurs de recherche.