Hola bienvenido, hoy analizaremos uno de los temas que te pueden ser de mucha ayuda en el análisis de circuitos eléctricos, el tema que veremos hoy es el Divisor de Tensión o también conocido como divisor de voltaje.

Este tipo de configuración es muy importante, ya que, tiene diferentes aplicaciones dentro del mundo de la electrónica.

El objetivo es que al finalizar este post, comprendas como llevar a cabo el calculo de este tipo de circuitos y te sirva para aclarar tus dudas y reafirmar tus conocimientos.

⚡ ¿Qué es el divisor de tensión o divisor de voltaje?

Un divisor de tensión es un circuito simple que convierte un voltaje grande en uno mucho mas pequeño.

Y menciono que es un circuito simple, ya que, hasta con dos simples resistencias puedes crear este tipo de circuitos y provocar una cierta caidad de tensión en la unión de cada resistor, tal y como veremos en los siguientes casos.

Tipos de divisores de tensión

Ahora que sabemos a grandes rasgos que es un divisor de voltaje , vamos a platicar brevemente de los tipos de divisores que nos podemos encontrar y de que manera nos serán útiles, por ejemplo, nos vamos a centrar en:

• Divisor resistivo
  • Con potenciómetro
  • Con carga
• Divisor capacitivo

Analizaremos cada configuración a través de algunos ejemplos.

Divisor de tensión resistivo

Comencemos con el divisor resistivo, como su nombre lo indica, ya nos podemos dar una idea de cuales componentes esta formado dicho divisor, claro!!! esta compuesto por resistencias, tal y como podemos comprobar en el siguiente diagrama básico.

➤ Diagrama divisor de tensión resistivo

Tenemos dos resistencias que tienen una armado en serie (espero recuerdes las conexiones en serie y paralelo) , el cual nos permite tener en el punto medio de la conexión una fracción de el voltaje en los extremos.

• ¿Qué es y cómo funciona la resistencia eléctrica?

Circuito divisor resistivo sin carga

Después de esta pequeña introducción de los elementos con los que podemos trabajar, ahora nos compete echar un vistazo a lo que es un divisor de voltaje sin carga.

➤ Diagrama divisor resistivo sin carga

Vamos a trabajar con la figura anterior, la cual nos sera de mucha ayuda para poder llegar a las expresiones que nos competen.

Como podemos ver en los extremos de dicho arreglo se aplica una tensión de alimentación U, la que a su vez se divide en dos tensiones respectivamente, U1 y U2. Recordemos que gracias a la ley de división de tensión, podemos afirmar lo siguiente:

U = U₁ + U₂

Espero que tengas en mente la ley de Ohm, ya que la vamos a ocupar en este post; la ocuparemos para poder medir la intensidad de corriente en el divisor de tensión, tenemos lo siguiente:

• LEY DE OHM: ¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE? FORMULAS Y EJEMPLOS

• Una vez que ya tenemos el valor de la corriente, continuaremos obteniendo el valor de la tensión:

U₁ = I * R₁

U₂ = I * R₂

• Ahora que ya tenemos las expresiones anteriores, lo que debemos hacer será sustituir la corriente para que todo quede en función del la tensión y resistencias:

Cabe mencionar que las expresiones que se obtuvieron anteriormente solo se aplican cuando no hay una carga presente, esto quiere decir que no se toma corriente alguna del divisor de tensión. Ilustremos lo anterior con un breve ejemplo, el cual nos ayudara mucho en la compresión del tema.

Ejemplo: divisor de tensión resistivo sin carga.

Donde:

• R1 = 14.7 kΩ
• R2 = 10 kΩ
• U = 5 volts

¿Cuál es el voltaje U2 del divisor de tensión resistivo sin carga?

Utilizando las formulas obtenidos anteriormente, el valor de U2 es igual a:

U₂ = 5V (10 kΩ / 14.7 kΩ + 10 kΩ)

U₂ = 5 ( 10 kΩ / 24.7 kΩ)

U₂ = 5(0.405)

U₂ = 2.03 volts

* El dato lo redondee para limitar los decimales.

Circuito divisor de tensión resistivo con potenciómetro

Continuando con esta diversidad de divisores de tensión existentes, platiquemos un poco de otro divisor que también es muy importante, hablemos un poco sobre el divisor de tensión con potenciómetro.

Un potenciómetro posee tres conexiones, siendo una de ellas un contacto deslizante variable que nos permitirá dividir la resistencia total en dos resistencias parciales, dichas resistencias R₁ y R₂.

De esta manera la tensión de salida U₂ que se encuentra en el contacto deslizante del potenciómetro de pueda dividir en un rango que va desde la tensión total hasta el valor cero.

Para poder deducir la variación del voltaje la podemos obtener de la ecuación de divisor de voltaje que vimos anteriormente, por lo tanto, si variamos la resistencia, aplicando dicha formula, obtendremos el voltaje resultante:

Donde:

• U2 es el voltaje del nodo central.
• U es el voltaje de la fuente.
• R1 y R2 son las resistencia del potenciómetro.

Podemos notar que si aumentamos o disminuimos el valor de la resistencia del potenciómetro, el voltaje de salida U₂ presenta una variación de tensión, dicho elemento también presenta el nombre de divisor de tensión variable o regulador de tensión.

Divisor de tensión con carga

¿Qué sucederá si ahora a nuestro circuito le conectamos una carga? Dicha carga puede ser elementos resistivos o cualquier otro tipo de carga que represente un consumo de energía, para efectos prácticos, nos centraremos en cargas tipo resistivas.

• Entonces, de nuestro circuito sin carga, ahora vamos a agregar un elemento nuevo, el cual consiste en una resistencia de carga.
• Una vez hecho esto en nuestro circuito, se presentarán variaciones en los valores de la corriente total de nuestro circuito y en el valor propio de la resistencia de carga.

Diagrama eléctrico del divisor de tensión con carga resistiva

Sin importar cual sea el tipo de divisor, el diagrama equivalente se vería algo así.

Donde:

• V_e es la tensión de entrada
• R₁ y R₂ son las resistencias que forman el divisor
• R_L es la resistencia de carga

Para este caso los valores que deseamos obtener son el voltaje y corriente que están aplicados en R_L.

• Si vemos el circuito equivalente y lo comparamos con lo que hemos venido analizando, la única diferencia es que R₂ y R_L se encuentran en paralelo, así que si resolvemos esa configuración paralela, podremos obtener el voltaje V₂ o V_RL.
• Entonces de la formula anterior podemos resolver primero el paralelo con la siguiente formula:

• Una vez que ya resuelvas ese circuito en paralelo, podrás utilizar la formula que vimos anteriormente.

Donde:

• R2 es la resistencia equivalente que obtuviste al resolver el circuito paralelo.
• U el voltaje de la fuente.
• U2 es el voltaje de salida.

¿Cuál es la corriente que circula en la resistencia de carga R_L?

Esto resulta ser fácil de responder una vez que obtienes el voltaje de salida, ya que:

• Al resolver el paralelo y después de aplicar la fórmula anterior, habrás encontrado el valor del voltaje de salida.
• Y dado que que R₂ y R_L están en paralelo, el voltaje de salida es el mismo tanto en R₂ como en R_L.
• Ahora, a través de ley de Ohm puedes obtener la corriente en R_L.

• Te dejo esta calculadora de Ley de Ohm para que te guíes.

Aplicaciones del divisor de tensión

Y después de todo esto nos preguntamos ¿Todo esto que acabo de estudiar, tiene una aplicación en el mundo real?

La respuesta es si; todo esto que acabamos de ver tiene una gran aplicación en nuestro día a día; veamos en donde podemos encontrar todos estos circuitos.

• La mayoría de nosotros conocemos o hemos visto una fuente de voltaje; es aquella cuya salida de voltaje se puede ajustar, es decir, no es un valor fijo y puede cambiar dependiendo la aplicación.
• En el mundo de aplicaciones también podemos encontrar reguladores de voltaje; es un dispositivo que permite mantener el voltaje constante en sus terminales, indistintamente de lo que se conecte en su salida.
• También los podemos encontrar en un Multímetro y El puente de Wheatstone consisten en un divisor de voltaje.
• El divisor de voltaje resistivo se utiliza normalmente para generar tensiones de referencia o para disminuir el tamaño de la tensión para facilitar la medición.
• En aplicaciones de baja frecuencia, puede funcionar como atenuador de señales.
• El divisor de tensión capacitivo se implementa en la transmisión de potencia para la medición de alta tensión y para compensar la capacidad de carga.
• Estas son algunas de las tantas aplicaciones que podemos encontrar para los circuitos vistos, espero que te haya sido de utilidad toda esta información.

Vídeo respecto al divisor de tensión

Conclusiones: divisor de tensión

¿Qué es lo que podemos concluir de todo esto? Pues bien:

• Hemos visto que este circuito es una configuración muy común en el mundo de la electrónica y la electricidad.
• Vimos que nos permite producir diferente niveles de tensión a partir de una sola fuente de voltaje, eliminando así la necesidad de tener fuentes separadas para diferentes partes de un circuito.
• Aprendimos a resolver un circuito mixto, es decir, una configuración donde intervienen elementos en serie y paralelo.

Excelente, hemos llegado al final, espero que hayas despejado todas tus dudas y te haya podido enseñar algo nuevo, nos vemos en el próximo post.