Jännitejaot

Jännitejaot ovat sähkötekniikassa ilmiö, jossa jännite jakautuu useamman komponentin kesken. Yleisintä on jännitteiden jakaminen sarjassa olevien impedanssien tai vastusten välillä, jolloin kullekin komponentille muodostuu oma osuutensa kokonaisjännitteestä. Jännitejaon ratkaisut perustuvat Ohmin lain, komponenttien impedansseihin sekä Kirchhoffin laeihin.

DC-tilanteessa yksinkertainen esimerkki on kaksi vastusta R1 ja R2 sarjassa. Syöttöjännitteen Vin ollessa sarjan päissä, Vout mitataan R2:n yli. Sijoitettuna kaava on Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)). Jos piiri sisältää useampia sarjassa olevia vastuksia, kullekin komponentille annettu jännite on V_k = Vin * (R_k / Σ R_j). Kun kyse on impedansseista, kaava pätee Z:lle: V_k = Vin * (Z_k / Σ Z_j).

Latausvaikutus ja vaste kuormalle: Kun jännittejaon ulkopuolella käytetään kuormaa RL, todellinen jaettava jännite muuttuu, koska kuorma muuttaa alemman haaran kokonaisresistanssia. Yleistetty tapa ajatella on, että alempi haara koostuu R_bottom || R_load, ja V_out = Vin * ((R_bottom || R_load) / (R_top + (R_bottom || R_load))). Tällä tavoin voidaan verrata ilman kuormaa tapahtuvaan jaon.

Sovelluksia ja rajoituksia: Jännitejaota käytetään referenssijännitteiden, transistorin biasoinnin sekä sensorien signaalien skaalaamiseen. Rajoituksena on, että jännitejakaja ei ole luotettava voimavara kuormantuottajana: korkea impedanssi kuorma tuo suuria mittausvirheitä, ja taajuudessa sekä dynaamisessa käytössä on huomioitava impedanssien reaktiivisuus. AC-tilanteissa jännitejaon analysoidaan kompleksimpedanssien avulla.