Calculadora de divisor de tensión | Calcula Vout, R1 o R2

Cómo usar la calculadora de divisor de voltaje o tensión

Para usar la calculadora de divisor de voltaje introduce tres valores conocidos: voltaje de entrada, voltaje de salida, resistencia top (Rtop), o resistencia bot (Rbot). Automáticamente se calculará el campo en blanco. Si rellenas los cuatro campos, se recalculará el último valor calculado. Puedes modificar las unidades usando los selectores.

Qué es un divisor de voltaje o tensión

El divisor de voltaje o tensión es uno de los circuitos más comunes en la electrónica. Consiste en dos resistencias que se reparten una caída de tensión. A este circuito también se le conoce como divisor resisitivo. Ajustando el valor de las resistencias, puedes conseguir la tensión de salida que quieras en el punto medio. En un circuito hacen falta tensiones de diferntes valores, así que los divisores de voltaje son muy usados y conviene entenderlos bien. Cuando los uses en tus proyectos, no olvides que el divisor se desajustará si le conectas algo a la salida que tenga un consumo de corriente elevado.

$$V_{out} = \dfrac{V_{in} \cdot R_{bot}}{R_{top}+R_{bot}}$$

La ecuación anterior del divisor se obtiene directamente mediante el análisis básico de circuitos : aplica la Ley de Ohm a las dos resistencias y elimina la corriente que comparten.

$$V_{in} = I\cdot (R_{top}+R_{bot})$$

$$V_{out} = I\cdot R_{bot}$$

$$I = \dfrac{V_{in}}{R_{top}+R_{bot}}$$

Divisor de tensión con carga: por qué cambia Vout

Un divisor sin carga sigue la relación ideal anterior. En cuanto conectas una carga, esa carga aparece en paralelo con Rbot, así que la resistencia inferior efectiva baja y Vout también cae. Por eso los divisores son muy útiles para sensado, referencias y entradas de alta impedancia como las de un ADC, pero no para alimentar circuitos directamente.

Cuando la calculadora te dé un valor ideal para Rtop o Rbot, usa la calculadora de combinaciones de resistencias si ese valor exacto corresponde a una resistencia no estándar. Si este divisor va a fijar la referencia de un regulador ajustable, el siguiente paso natural es la calculadora de regulador de voltaje.

Ejemplo: cómo calcular un divisor de voltaje para medir la tensión de una batería con un ADC

Tienes una batería que da 9[V]. Esta batería con el tiempo se va descargando y su tensión va cayendo poco a poco. Podrías, mediante un conversor analógico-digital (ADC), leer la tensión de la batería automáticamente. Hay un problema, tu ADC solo puede leer señales entre 0 y 3,3[V]. ¿Cómo lo solucionas?

• Dado que no podemos poner a la entrada del ADC la tensión de la batería directamente, podemos usar un divisor para conseguir una tensión proporcional a la de la batería. Por ejemplo, podríamos dividir entre 3 el valor de la batería. Así nos aseguramos de que la máxima tensión de la batería no puede dañar el ADC.
• Sabemos que la máxima entrada del divisor son 9[V]. La salida queremos que sea, para esa tensión, 3[V]. Podemos realizar esta división con muchas resistencias. Podemos fijar un valor y calcular el otro. Para este ejemplo, fijamos Rbot a 10k[Ω]. Ya tenemos suficientes datos para calcular Rtop. Usaremos la primera ecuación pero despejando Rtop: $$R_{top} = R_{bot} \cdot \left(\dfrac{V_{in}}{V_{out}}-1\right)$$ $$R_{top} = 10000 \cdot \left(\dfrac{9}{3}-1\right) = 20000[Ω]$$

Preguntas Frecuentes

• ¿Puedo usar un divisor de tensión para alimentar un circuito?
  Generalmente no. Los divisores no son reguladores de tensión y la tensión de salida cae si cargas el circuito. Usa un regulador lineal (LDO) o un convertidor DC/DC en su lugar.
• ¿Qué es el efecto de carga?
  Al conectar una carga a la salida, esta actúa como una resistencia en paralelo con Rbot, bajando la tensión. Para minimizarlo, la corriente del divisor debe ser mucho mayor (ej. 10 veces) que la corriente de carga. Pero ten cuidado, ya que una mayor corriente del divisor aumenta el consumo de potencia.
• ¿Cómo elijo los valores de las resistencias?
  Busca un equilibrio: valores muy bajos de resistencia desperdician potencia debido a la elevada corriente. Valores muy altos hacen el circuito sensible al ruido y efectos de carga. El rango de 1kΩ a 100kΩ es común.