Dzielnik napięcia. Potencjometr 

W niektórych przypadkach potrzebne jest napięcie mniejsze od napięcia zasilania. 
 

W celu obniżenia napięcia można zastosować tzw. dzielnik napięcia, którego 

konstrukcję pokazano na rys.223-1. 
 

 

 
 

Rys.223-1 

Dzielnik 

napięcia

 

 
 

Połączone szeregowo rezystory R

1

  i R

2

  

wymuszają przepływ prądu o natężeniu 

określonym wzorem: 

1

1

2

U

I

R

R





 

Na rezystancji R

2 

 

nastąpi spadek napięcia -  zredukowane napięcie - o wielkości 

określonej prawem Ohma: 

1

2

2

2

1

2

U

U

I R

R

R

R

 







 

W stanie jałowym na wyjściu dzielnika napięcia uzyskujemy napięcie określone 
wzorem: 

2

2

1

1

2

R

U

U

R

R







 

 

Wielkość napięcia wyjściowego zależy od stosunku rezystancji, z której 
pobieramy napięcie, do całkowitej rezystancji dzielnika napięcia. 
 

Dobór odpowiedniej wartości rezystancji R

1

 i R

2 

 w celu uzyskania wymaganej 

wartości napięcia wyjściowego z dzielnika napięć jest dość kłopotliwy.  

 
W praktyce stosuje się specjalnej konstrukcji rezystory z trzecim odczepem tzw. 
ślizgaczem. Schemat elektryczny takiego rozwiązania pokazano na rysunku 223-2A. 
Element taki nazywamy potencjometrem. Rys.223-2B przedstawia 

przykład 

wykonania potencjometru.  

          

A

 

 

      

B

 

Rys.223-2. 
Potencjometr suwakowy 
     A - schemat elektryczny 
     B - widok potencjometru: 
                     1 - 

końcówka rezystancji potencjometru 

                     2 - 

końcówka rezystancji potencjometru 

                     3 - 

ślizgacz potencjometru 

                     4 - 

ścieżka rezystancyjna                    

 

Ślizgacz (3) przemieszczając się po ścieżce rezystancyjnej (4), dzieli rezystor o 
wartości rezystancji R na dwa rezystory R

1

  i R

2

  . Konstrukcja potencjometru 

umożliwia regulację położenia ślizgacza na ścieżce rezystancyjnej, a więc również 
można korygować wartość napięcia wyjściowego (U

2

 ). 

Wartość rezystancji np. R

2

  

może się zmieniać od zera do całkowitej wartości 

rezystancji R. 

Potencjometr ma szerokie zastosowanie w układach elektrycznych.  
W samochodzie stosowany jest w potencjometrycznych czujnikach 
elektronicznych systemów sterowania i w układach kontroli działania  

zespołów elektromechanicznych. Przykłady czujników wykorzystujących 
działanie potencjometru: czujnik położenia przepustnicy, czujnik 
położenia pedału gazu, czujnik ilości paliwa itd. 

 

Obciążony dzielnik napięcia 

Dzielnik napięcia udostępnia część napięcia zasilającego w zależności od 
dobranych wartości rezystorów R

1

 i R

2

 

. Napięcie wyjściowe (U

wy

) pojawia 

się na zaciskach rezystancji R

2

 (rys.223-

10). W stanie nieobciążonym, dla rezystancji 

R

1

= 18k

Ω  i R

2

= 2k

Ω, przy napięciu zasilania Uz=20V uzyskamy napięcie wyjściowe 

z dzielnika równe 2 V. 

2

wy

z

1

2

3

wy

3

3

wy

R

U

U

R

R

2 10

U

20V

18 10

2 10

U

20V 0,1

2V















 







 

 

 

Rys.223-10 

Nieobciążony dzielnik napięcia. 
          Uz - 

napięcie zasilania ( wejściowe) 

       Uwy - 

napięcie wyjściowe  

        R1 

– rezystor 

        R2 

– rezystor 

 

 

 

 

 

Rys.223-11.  

Obciążony dzielnik napięcia. 
          Uz - 

napięcie zasilania ( wejściowe) 

       Uwy - 

napięcie wyjściowe  

        R

1

 

– rezystor 

        R

2

 

– rezystor 

           I - 

natężenie prądu 

Wykorzystanie dzielnika do zasilania dowolnego odbiornika wywołuje zmiany w 
wartości napięcia wyjściowego. Rozpatrzymy przykład, w którym do dzielnika 
napięcia, zbudowanego na rezystorach R

1

 i R

2

 

dołączono obciążenie w postaci 

rezystancji R

0 

.(rys.223-11).  

Dotychczasowy rezystor R

2

 

musimy zastąpić rezystancją wypadkową połączonych 

równolegle rezystancji R

2

 i R

0

. 

Przyjmijmy wartość rezystancji R

0

 jako 2k

Ω.  

Rezystancja zastępcza wyniesie więc....... 

 

 

 

a wartość napięcia wyjściowego dzielnika osiągnie wartość..... 

 

 

 

 

 
 

3

3

2

0

20

3

3

2

0

3

20

R

R

2 10

2 10

R

R

R

2 10

2 10

R

1 10

1k





 









 

 



20

wy

z

1

20

3

wy

3

3

wy

R

U

U

R

R

1 10

U

20V

18 10

1 10

U

20V 0,05

1V















 







Napięcie wyjściowe dzielnika spadło dwukrotnie podczas obciążenia rezystancją R

0 

 

o wartości 2kΩ . Sprawdźmy działanie dzielnika, jeżeli do jego budowy zastosujemy 
rezystancje o wiele mniejszej wartości, lecz zachowamy przyjęty podział napięcia w 
stosunku 1:10.  
Niech R

1  

wynosi 18

Ω, a R

2 

 2

Ω . Rezystancja zastępcza R

20  

będzie miała wartość 

R

20

= 1,998

Ω , a wartość napięcia wyjściowego dzielnika wynosić będzie  

Uwy =1,98 V. Spadek napięcia pod obciążeniem będzie w tym przypadku niezwykle 
mały. 

 

Obciążenie dzielnika napięcia (potencjometru) włączonym równolegle 
rezystorem wymaga zastosowania dzielnika o wielokrotnie mniejszej 
rezystancji 

wyjściowej niż rezystancja obciążenia. W tym przypadku  

zmiany wartości napięcia wyjściowego dzielnika będą minimalne.  
W przeciwnym 

wypadku, należy uwzględnić znaczny spadek napięcia 

na wyjściu dzielnika pod obciążeniem. 

 

Czujniki potencjometryczne 
 

Budowa, zasada działania 

 

 

 

Rys.223-21

 

Model czujnika potencjometrycznego 

 

 

 

 

 

Rys.223-22

 

Model suwakowego czujnika potencjometrycznego 
  1 - suwak, ruchoma zwora 
  2 - 

ścieżka rezystancyjna 

  3 - 

ścieżka stykowa 

Uz - 

napięcia zasilania (+5V) 

 (-) - 

połączenie z masą 

Us - 

sygnał napięciowy czujnika 

Czujniki potencjometryczne należą do powszechnie stosowanych czujników 
pomiarowych położenia. Mogą być wykorzystane zarówno do pomiaru ruchu 
prostoliniowego, jak również do analizy kąta obrotu. Wspomniane przypadki 
przedstawiono na rys. 223-21 i 223-22.  

Różnice konstrukcyjne wynikają jedynie z charakteru analizowanego ruchu - 
ruchoma zwora (1) przesuwa się ruchem posuwisto-zwrotnym lub przemieszcza się 
po łuku koła, zgodnie z kątem obrotu osi czujnika. Pomiar wynika z porównania 
rezystancji czynnej z całkowitą rezystancją ścieżki oporowej (2). Zasilanie czujników 
realizowane  jest ze stabilizowanego 

źródła (zazwyczaj +5V). Przepływ prądu 

czujnika "zamienia" wartość rezystancji czynnej (w naszym przypadku R

2

) na sygnał 

napięciowy (Us) czujnika potencjometrycznego. 
Ścieżka rezystancyjna czujnika wykonana jest zazwyczaj z rezystora drutowego lub 
warstwowego. Oporową warstwę stanowi spiek metaloceramiczny ("Cermet") lub 
tworzywo 

przewodzące ("Conductive Plastic"). Specjalnej konstrukcji zwora (1) 

umożliwia elektryczny kontakt pomiędzy ścieżką rezystancyjną (2) i ścieżką stykową 
(3). Ścieżka stykowa wykona jest z materiału o niskiej rezystancji. Ścieżka stykowa 
połączona jest z wyjściem sygnału czujnika. Kształt i długość ścieżki rezystancyjnej 
wpływa na charakterystykę czujnika potencjometrycznego. Zastosowane rezystory 
wstępne (Rp

1

) i (Rp

2

) zabezpieczają ścieżkę oporową, umożliwiając  jednocześnie 

cechowanie i dostrojenie punktu zerowego czujnika. 

Rozwiązanie konstrukcyjne zwory (suwaka) wpływa w decydujący sposób na zużycie 
potencjometru i błąd pomiaru. W celu ograniczenia zużycia pary trącej "styk- ścieżka" 
ogranicza się natężenie prądu czujnika (poniżej 1 mA) i stosuje się hermetyczne 
obudowy. 

      

 

Rys.223-22

 

Czujnik potencjometryczny położenia osi przepustnicy Opel 

 

Czujniki potencjometryczne w technice motoryzacyjnej 

Rys.224-

1 przedstawia przykład wykorzystania potencjometru w czujniku ilości 

zasysanego powietrza przez układ dolotowy silnika - tzw. przepływomierzu. Pod 
wpływem naporu powietrza przesłona przepływomierza (3) uchyla się, obracając 
ośkę (4) sterującą położeniem ślizgacza potencjometru (1).  Potencjometry 
stosowane są również między innymi w czujnikach położenia przepustnicy, 
czujnikach poziomu paliwa, czujniki obrotu koła kierownicy i itd. 

 

 

Rys.224-1

 

Potencjometr w przepływomierzu  powietrza 
              

1. Ślizgacz 

               

2. ścieżka rezystancyjna 

               

3. przesłona uchylna 

               4. O

śka 

 

 

 

 

 

 

Rys.224-2.

  

Potencjometryczny czujnik uchylenia przepustnicy ze stykiem biegu jałowego silnika 
       

1. Ścieżka rezystancyjna 

       

2. Styk podwójnego ślizgacza czujnika uchylenia przepustnicy 

       

3. Ścieżka stykowa 

       

4. Oś przepustnicy 

       

5. Ramię połączone z osią przepustnicy 

       

6. Ścieżka stykowa 

       

7. Styk podwójny czujnika biegu jałowego. 

       R - 

rezystancja ścieżki  

      M - 

styk połączony z masą 

     BJ - 

styk sygnału biegu jałowego 

    W1 - 

styk sygnału wyjściowego czujnika przepustnicy 

     5V - 

napięcie zasilania 

 R1, R2 - 

rezystancje podziału ścieżki rezystancyjnej przy określonym 

                  ustawieniu  styku  ruchomego (2)   

 

Rozwiązanie konstrukcyjne potencjometru, stosowanego w czujniku położenia 
przepustnicy, pokazano na rys.224-2. 
Kąt uchylenia przepustnicy zamieniany jest na sygnał napięcia, przekazywany do 
elektronicznego zespołu sterującego silnika. Czujnik zasilany jest stałym napięciem 
5V. Napięciowy sygnał z zakresu 0,5 do 4,5 V służy do ustalenia wymaganej dawki 
paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu. Ruchome ramię czujnika (5), osadzone sztywno 
na osi przepustnicy (4), obraca się w miarę zmiany pozycji przepustnicy silnika.  
Styki podwójnych ślizgaczy (2) i (7) mogą przesuwać się po ścieżkach czujnika: 
rezystancyjnej (1) oraz stykowych (3) i (6) . Na rys.224-

2A pokazano pozycję biegu 

jałowego przepustnicy. Sygnał czujnika położenia przepustnicy (W1) wynosi 0,5 V a 
styk biegu jałowego (BJ) jest zwarty stykiem (7) do masy. 

Rys.224-

2B przedstawia sytuację, gdy przepustnica została częściowo uchylona. 

Styk biegu jałowego stracił kontakt z masą, natomiast ruchomy styk (2) zajął pozycję 
na ścieżce rezystancyjnej w której rezystancja potencjometru R została podzielona 
na R1 i R

2. Spadek napięcia na odcinku ścieżki rezystancyjnej (R1) tworzy sygnał 

wyjściowy czujnika położenia przepustnicy. Wartość sygnału wynosi obecnie 2,7 V. 

 

 

 

Czujnik położenia przepustnicy w systemie Motronic