Formula rapida: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2); notacion de calculadora: Vout = Vin * R2 / (R1 + R2). Con carga: R2_ef = R2 ‖ R_carga, luego use la misma formula. Ingrese Vin, Vout objetivo, valores candidatos y resistencia de carga en la Calculadora de Divisor de Tension antes de seleccionar componentes.
Un divisor resistivo usa dos resistencias, R1 arriba y R2 abajo, en serie entre Vin y tierra. El nodo entre ellas entrega una tension reducida. Esta guia mantiene la formula, pero orienta el trabajo hacia la calculadora para que el resultado dependa de sus datos reales: rango de Vin, carga, tolerancia, temperatura, potencia y limites del componente.
Los divisores se usan para:
- Escalar una senal o alimentacion hacia una entrada ADC
- Generar una referencia o polarizacion para una etapa analogica
- Polarizar transistores, comparadores u op-amps
- Medir tensiones mayores mediante una relacion resistiva, junto con redes de resistencias serie o analisis de circuito serie
Esta guia cubre:
- La formula ideal del divisor de dos resistencias y sus supuestos
- Como una resistencia de carga cambia la relacion efectiva
- Tolerancia, deriva termica y disipacion de potencia
- Un flujo de diseno con la Calculadora de Divisor de Tension
Si necesita un resultado numerico, empiece por el flujo de diseno y luego revise la lista de escenarios antes de seleccionar componentes.
Concepto y formula ideal del divisor
En el caso ideal sin carga:
- Corriente de serie: I_div = Vin / (R1 + R2)
- Tension de salida: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
Puntos clave:
- Vout / Vin = R2 / (R1 + R2)
- Solo la relacion entre R1 y R2 define la salida ideal
- El valor absoluto de las resistencias afecta corriente, potencia, ruido y sensibilidad a la carga
Para verificaciones rapidas, mantenga esta formula ideal como referencia y compare luego con el resultado cargado de la calculadora.
Elegir valores absolutos
Aunque el ratio define Vout, R1 y R2 tambien fijan:
- Corriente del divisor: I_div = Vin / (R1 + R2)
- Potencia en cada resistencia
- Sensibilidad a la carga conectada al nodo Vout
- Ruido, fuga de PCB e influencia de corriente de bias
Valores totales altos reducen consumo, pero hacen el nodo mas sensible a carga y fuga. Valores mas bajos mejoran estabilidad frente a carga, pero aumentan disipacion. Use la calculadora para comparar ambos efectos antes de elegir la serie de resistencias.
Efectos de carga
En circuitos reales, el nodo Vout suele alimentar una carga finita R_carga. Esa carga queda en paralelo con R2:
- R2_ef = R2 ‖ R_carga = (R2 × R_carga) / (R2 + R_carga)
- Vout_real = Vin × R2_ef / (R1 + R2_ef)
Verificacion con carga finita
Use este flujo:
- Ingrese Vin, R1, R2 y resistencia de carga esperada en la Calculadora de Divisor de Tension.
- Compare la salida ideal sin carga con la salida cargada.
- Revise el porcentaje de caida contra el presupuesto de error del ADC o medicion.
- Ajuste valores o agregue un buffer si la carga modifica demasiado el resultado.
Para ADC de precision, use la impedancia de entrada, capacitancia de muestreo y tiempo de adquisicion del datasheet, no solo una resistencia DC aproximada.
Regla practica de impedancia
Para reducir el error de carga:
- Mantenga la impedancia de salida del divisor muy por debajo de la carga
- Disene con corriente del divisor bastante mayor que la corriente de carga esperada
- Si el consumo resultante es excesivo, use un buffer, referencia dedicada o regulador
Para un divisor de media escala, una carga finita reduce el ratio ideal. La relacion exacta depende de R_carga/R2, por lo que conviene dejar que la calculadora compare ideal, cargado y error porcentual para el caso real.
Fuentes de error: tolerancia, temperatura y potencia
Tolerancia de resistencias
Las resistencias reales tienen tolerancia. En un divisor de dos resistencias:
- El peor caso puede combinar errores de R1 y R2
- Resistencias de baja tolerancia o redes matched ayudan a mantener el ratio
- Para sensores y referencias, use resistencias de pelicula metalica de baja tolerancia o redes de precision
Para estimaciones de deriva, use los valores de coeficiente de temperatura del datasheet junto con la Calculadora de Coeficiente de Temperatura.
Temperatura
La resistencia cambia con temperatura, normalmente en ppm/°C. En muchos divisores importa mas el cambio de ratio que el cambio absoluto. Si R1 y R2 no siguen la misma deriva, Vout cambia con ambiente, autocalentamiento y envejecimiento.
Potencia y eficiencia
La disipacion aproximada es:
- P_R1 = I_div² × R1
- P_R2 = I_div² × R2
- P_total ≈ Vin² / (R1 + R2)
Use resistencias por debajo de su rating continuo, considere la temperatura de caja y revise energia si el divisor permanece energizado durante largos periodos. Para estimar impacto energetico, combine la Calculadora de Potencia con la Calculadora de Energia.
Flujo de diseno con la calculadora
- Defina la funcion
- Escalado logico hacia entrada digital o ADC
- Referencia o polarizacion analogica
- Medicion de tension superior mediante cadena resistiva
- Ingrese Vin, Vout objetivo y carga
- Rango minimo y maximo de Vin
- Vout objetivo y error permitido
- Impedancia de carga, corriente de bias o limite de adquisicion del ADC
- Elija una corriente objetivo
- Corriente baja para consumo reducido
- Corriente mayor cuando la carga, ruido o adquisicion ADC lo exigen
- Use la calculadora
- Modo de diseno para proponer R1 y R2
- Serie E disponible
- Tolerancia y carga si aplican
- Corriente, potencia y error
- Itere
- Baje la impedancia si el error de carga es alto
- Suba la impedancia si la potencia es excesiva
- Cambie la serie o combine resistencias si el ratio queda fuera de tolerancia
Revisiones por escenario
Use estas listas como entradas para la calculadora, no como respuestas fijas. Los valores correctos dependen de su Vin, Vout objetivo, carga, tolerancia, potencia y margen de seguridad.
| Escenario | Ingrese en la calculadora | Revise antes de elegir partes |
|---|---|---|
| Escalado logico | Nivel alto de fuente, limite de entrada, serie de resistencias e impedancia de entrada | Vout cargado, corriente del divisor, impedancia de fuente y compatibilidad del dispositivo receptor |
| Medicion ADC | Rango de tension medida, limite full-scale, impedancia de entrada y tiempo de adquisicion | Margen a Vin maximo, error de carga, muestreo ADC, potencia y proteccion contra transitorios |
| Referencia o bias | Tolerancia de alimentacion, punto objetivo, corriente de carga y deriva permitida | Error de ratio, coeficiente termico, corriente de reposo y necesidad de referencia dedicada |
| Divisor multi-resistencia | Tension total, numero de resistencias serie, ratio objetivo y valores disponibles | Rating de tension por resistencia, precision de ratio, creepage/clearance y necesidad de metodo certificado |
Calcule primero con la formula ideal y luego repita con la carga esperada. Si el resultado cargado queda fuera de tolerancia, reduzca impedancia, agregue buffer o use otra arquitectura de medicion.
Seguridad, estandares y limites de tension
Los divisores resistivos no proporcionan aislamiento galvanico y no deben usarse solos para proteccion contra choque electrico ni para cumplir requisitos de aislamiento reforzado.
- Para tensiones accesibles, limites SELV/ES1, creepage, clearance y coordinacion de aislamiento, use el estandar de producto e instalacion aplicable.
- En buses DC, medicion referenciada a red o sistemas con transitorios, revise rating de tension, energia de surge, distribucion entre resistencias y requisitos del fabricante.
- Para mediciones conectadas a red, prefiera dispositivos aislados o modulos certificados y siga los requisitos NEC y del equipo.
Puente de Wheatstone
Un puente de Wheatstone coloca dos divisores en paralelo con la misma alimentacion. La salida es la diferencia entre los dos puntos medios:
Vout = Vin × [R2/(R1+R2) − R4/(R3+R4)]
En equilibrio, R1/R2 coincide con R3/R4. Si un sensor cambia una rama, aparece una pequena tension diferencial. Use una calculadora de circuito para el ratio y luego verifique ganancia, offset, ruido y rango del amplificador de instrumentacion.
Aplicaciones comunes:
| Aplicacion | Uso del puente | Revision necesaria |
|---|---|---|
| Galga extensometrica | Detectar pequenos cambios de resistencia | Excitacion, sensibilidad, ganancia y compensacion termica |
| RTD | Medicion de temperatura por resistencia | Conexion de 3 o 4 hilos y cancelacion de cable |
| Termistor | Medicion no lineal dependiente de temperatura | Linealizacion, rango y calibracion |
| Resistencia desconocida | Metodo de equilibrio o nulo | Precision de patrones y trazabilidad |
Series E para diseno de divisores
Los valores de resistencia suelen elegirse de series E preferidas:
- E12 para tolerancias amplias
- E24 para seleccion comun de componentes
- E48, E96 o superiores para aplicaciones de mayor precision
Despues de elegir el ratio objetivo, use la Calculadora de Divisor de Tension en modo de serie E para buscar valores preferidos y comparar el ratio real. Si un par cercano no cumple, combine resistencias serie y vuelva a revisar resistencia total, rating de tension y potencia.
Cuándo usar divisores o alternativas
Use divisores para:
- Nodos de medicion de alta impedancia
- Bias y referencias simples
- Escalado de senales pequenas
Use reguladores, referencias dedicadas o buffers cuando:
- La carga consume corriente variable
- La regulacion debe ser estricta
- La eficiencia o precision domina el diseno
- Se requiere aislamiento o certificacion de medicion
Resumen y siguientes pasos
- El divisor ideal sigue Vout = Vin × R2 / (R1 + R2).
- La carga en paralelo con R2 reduce la resistencia efectiva y baja Vout.
- Tolerancia, temperatura y potencia cambian el resultado real.
- Un buen diseno equilibra precision, corriente, disipacion y disponibilidad de componentes.
- La calculadora automatiza seleccion de ratio y expone corriente, potencia y error.
Para continuar:
- Pruebe la calculadora con diferentes Vin, Vout, carga, tolerancia y serie E
- Revise Circuitos Serie y Paralelo para la teoria de base
- Combine con la Calculadora de Ley de Ohm para corriente y potencia