Divisor de voltaje

Concepto y fórmula

Ejemplo rápido

Con Vin = 12 V, R1 = 1 kΩ y R2 = 2.2 kΩ, Vout ≈ 8.25 V.

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Qué revisar en un diseño real

• Considera la impedancia de la carga conectada a Vout.
• Valores muy bajos aumentan el consumo; valores muy altos pueden aumentar sensibilidad al ruido.
• Para referencias precisas o cargas variables, considera un buffer con op-amp.

Intuición: la tensión se reparte en proporción

Imagina una escalera entre 0 V y V_in. Dos resistencias en serie dividen esa altura en dos tramos, y el tamaño de cada tramo es proporcional al valor de la resistencia. Si R1 y R2 son iguales, el punto medio queda exactamente a la mitad; si R2 es el triple de R1, el punto medio queda a tres cuartos de la altura. La fórmula V_out = V_in · R2 / (R1 + R2) no es más que esa proporción.

Lo importante es que la salida depende de la relación entre las resistencias, no de su valor absoluto: 1 kΩ con 2 kΩ y 100 kΩ con 200 kΩ dan la misma tensión. Lo que cambia es la corriente consumida y la capacidad de entregar corriente a una carga.

De dónde sale la fórmula

Por la ley de corrientes de Kirchhoff, si no hay carga en la salida, la misma corriente I atraviesa R1 y R2. Por la ley de Ohm, I = V_in / (R1 + R2). La tensión en R2 es V_out = I · R2, y sustituyendo se obtiene V_out = V_in · R2 / (R1 + R2). Gustav Kirchhoff formuló sus leyes de circuitos en 1845, cuando todavía era estudiante; junto con la ley de Ohm, son la base de todo el análisis de circuitos que se usa hoy.

El divisor visto desde la carga: Thévenin

Para la carga, un divisor se comporta como una fuente ideal de tensión V_in · R2 / (R1 + R2) con una resistencia en serie igual a R1 ∥ R2. Este es el equivalente de Thévenin, y explica por qué la salida cae al conectar una carga: la corriente de la carga provoca una caída en esa resistencia interna. Como regla práctica, la carga debería ser al menos 10 veces mayor que R1 ∥ R2 para que el error sea pequeño.

Ejemplo 1: el potenciómetro, un divisor ajustable

Un potenciómetro es un divisor con un contacto móvil: el cursor separa la pista resistiva en dos partes cuya suma es siempre el valor total. Con uno de 10 kΩ entre 0 y 5 V y el cursor al 30 % del recorrido desde tierra, R2 = 3 kΩ y R1 = 7 kΩ, así que V_out = 5 × 3 / 10 = 1.5 V. Así funcionan las perillas de volumen analógicas, los joysticks y muchos sensores de posición.

Ejemplo 2: leer un termistor o una fotorresistencia

Un microcontrolador no puede medir resistencia directamente, pero sí tensión. Si colocas un termistor NTC de 10 kΩ (a 25 °C) arriba y una resistencia fija de 10 kΩ abajo, alimentados con 5 V, a 25 °C la salida es 2.5 V. Si el termistor se calienta y su resistencia baja a 5 kΩ, la salida sube a 5 × 10 / (5 + 10) ≈ 3.33 V. El ADC lee esa tensión y el programa calcula la resistencia y, con la curva del sensor, la temperatura. Convierte la lectura con la calculadora ADC.

Ejemplo 3: cuando el instrumento altera la medida

Un divisor de 100 kΩ y 100 kΩ conectado a 10 V debería dar 5 V. Con un multímetro digital de 10 MΩ de impedancia de entrada, R2 queda en paralelo con 10 MΩ (≈ 99.0 kΩ) y la lectura es ≈ 4.98 V, un error de solo 0.5 %. Con un multímetro analógico antiguo de 20 kΩ/V en la escala de 10 V (200 kΩ de entrada), R2 ∥ 200 kΩ ≈ 66.7 kΩ y la lectura cae a 4.0 V. El circuito no cambió: lo cambió el instrumento. La resistencia de Thévenin aquí es 50 kΩ, demasiado alta para un instrumento de 200 kΩ.

Cuándo no usar un divisor

Un divisor no es una fuente de alimentación. Si intentas alimentar un módulo de 3.3 V desde 5 V con dos resistencias, la tensión variará cada vez que cambie el consumo del módulo, y además se desperdicia potencia en las resistencias. Para alimentar circuitos se usa un regulador lineal o conmutado; el divisor se reserva para señales, referencias y mediciones.

Aplicaciones reales

• Medición de baterías y fuentes con ADC de baja tensión.
• Conversión de niveles lógicos de 5 V a 3.3 V en líneas de entrada.
• Sensores resistivos: termistores, fotorresistencias, galgas y sensores de humedad.
• Polarización de transistores y tensiones de referencia para comparadores.
• Realimentación de reguladores: el pin de ajuste de muchos reguladores fija la tensión de salida mediante un divisor.

Calcula tus resistencias con la calculadora de divisor de voltaje y, si necesitas combinar resistencias para obtener un valor, usa la de resistencias en paralelo.