Calculadora de Divisor de Tensión — Guía de Ingeniería

Use esta calculadora interactiva de divisor de tensión para determinar la tensión de salida (Vout) de una red divisora resistiva. El divisor de tensión es uno de los circuitos más utilizados en electrónica, presente en interfaces de sensores, conversión de niveles, redes de polarización y lazos de realimentación.

Fórmula del Divisor de Tensión

La ecuación fundamental del divisor de tensión es:

Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)

Donde:

• Vin = Tensión de entrada (fuente)
• R1 = Resistor superior (conectado a Vin)
• R2 = Resistor inferior (conectado a tierra)
• Vout = Tensión de salida (medida a través de R2)

Cómo Funciona

Un divisor de tensión distribuye la tensión de entrada entre dos resistores en serie, en proporción a sus valores de resistencia. La tensión de salida se toma de la unión entre R1 y R2.

La clave es que la corriente fluye igualmente a través de ambos resistores (al estar en serie), por lo que la caída de tensión en cada resistor es proporcional a su resistencia.

Ejemplos Prácticos de Diseño

Conversión de Nivel 5V a 3,3V

Para interfazar una salida de microcontrolador de 5V con una entrada de 3,3V:

1. Relación objetivo: Vout/Vin = 3,3/5 = 0,66
2. Elegir R2 = 10 kΩ
3. Calcular R1: R1 = R2 × (Vin/Vout − 1) = 10k × (5/3,3 − 1) = 5,15 kΩ
4. Valor estándar más cercano: 5,1 kΩ (serie E24)
5. Vout real = 5 × 10k / (5,1k + 10k) = 3,31V ✓

Tensión de Referencia para ADC

Crear una referencia de 2,5V desde una fuente de 5V para un ADC:

1. Usar dos resistores iguales: R1 = R2 = 10 kΩ
2. Vout = 5 × 10k / (10k + 10k) = 2,5V
3. Añadir un condensador de derivación de 100 nF en la salida para filtrar ruido

Polarización de Sensores

Un divisor de tensión con termistor (NTC) para medición de temperatura:

1. Colocar el termistor como R2 (elemento variable)
2. Elegir R1 igual a la resistencia nominal del termistor a 25°C
3. Esto proporciona máxima sensibilidad alrededor de la temperatura nominal

Efectos de Carga

Para resultados precisos, asegúrese de que la impedancia de carga sea al menos 10× mayor que R2. Por ejemplo, si R2 = 10 kΩ, la carga debe ser ≥ 100 kΩ.

Fórmula con carga:

Vout(cargado) = Vin × (R2 ∥ RL) / (R1 + R2 ∥ RL)

Donde R2 ∥ RL = (R2 × RL) / (R2 + RL)

Pautas de Diseño

1. Mantener la resistencia total razonable — Muy baja desperdicia potencia (I = Vin/(R1+R2)); muy alta hace el circuito sensible al ruido y la carga.
2. Rango típico: 1 kΩ a 100 kΩ para la mayoría de aplicaciones.
3. Use resistores de 1% de tolerancia para aplicaciones de precisión — los resistores estándar del 5% pueden causar error significativo en la salida.
4. Añada un amplificador de buffer (seguidor de tensión/op-amp) si la impedancia de carga es comparable a R2.
5. Considere los coeficientes de temperatura — resistores con TCR compatible mantienen la precisión de la relación con la temperatura.

Aplicaciones Comunes

• Entradas ADC de microcontroladores — Escalar tensiones de sensores al rango del ADC
• Redes de realimentación — Establecer la ganancia en circuitos con op-amp y reguladores
• Circuitos de polarización — Establecer puntos de operación para transistores y comparadores
• Traducción de niveles — Interfaz entre diferentes niveles lógicos de tensión
• Potenciómetros — Un potenciómetro es esencialmente un divisor de tensión ajustable

Herramientas Relacionadas

• Calculadora de Ley de Ohm — Calcular relaciones V, I, R, P
• Calculadora de Divisor de Corriente — Dividir corriente entre ramas paralelas
• Calculadora de Resistencias — Encontrar combinaciones serie/paralelo
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