Calculadora de Divisor de Tensión (Voltaje): Fórmula con y sin Carga Resistiva
¿Necesitas conectar un sensor de 12 V a una entrada de Arduino de 5 V? ¿O adaptar una señal para un transistor? El divisor de tensión es el circuito más utilizado en electrónica para reducir voltajes de forma sencilla usando solo dos resistencias.
Sin embargo, un error común es olvidar que el componente que conectamos a la salida afecta al resultado.
A diferencia de otras herramientas, esta calculadora te permite dimensionar el circuito tanto en vacío (ideal) como con carga (real), asegurando que obtienes el voltaje de salida (Vo) exacto que tu proyecto necesita sin caídas inesperadas.
Este tipo de calculadoras eléctricas permite adecuar tensiones para alimentar circuitos de menor voltaje, realizar medidas o sensar señales. Comprender su funcionamiento y saber cómo calcular sus valores es muy útil para cualquier entusiasta o profesional de la electricidad o la electrónica.
Contenidos
Funcionamiento de la Calculadora de Divisor de Tensión
Esta calculadora permite realizar 2 tipos de cálculos básicos relacionados con los divisores de tensión: el cálculo de la tensión de salida para un divisor de tensión sin carga y para un divisor de tensión con carga.
El primer paso es seleccionar el tipo de cálculo que se necesita, mediante un selector con las opciones "Divisor de tensión sin carga" y "Divisor de tensión con carga". Una vez que se haya elegido, la interfaz de la calculadora se adaptará para mostrar los campos de entrada necesarios.
Para ambos tipos de cálculo, siempre se deberá introducir la tensión de entrada (Vi), que es el voltaje de alimentación del divisor. También se introducirán los valores de la Resistencia R1 y la Resistencia R2 en ohmios (Ω). Si se selecciona el cálculo con carga, se añadirá un campo para la Resistencia de carga (RL), también en ohmios (Ω).
Una vez introducidos todos los datos, la calculadora procesará la información y mostrará los resultados:
– Para el divisor sin carga: se obtendrá la tensión de salida VO y la corriente I que circula por el circuito.
– Para el divisor con carga: además de la tensión de salida Vo, se calcularán la corriente I1 (a través de R1), la corriente I2 (a través de R2) y la corriente IL (demandada por la carga RL).
La calculadora realiza internamente los cálculos de resistencias equivalentes y aplica la ley de Ohm para asegurar la precisión de los resultados.
Selector del Tipo de Divisor
Esta es la primera interacción del usuario con la calculadora. Mediante un desplegable se selecciona el tipo de cálculo, con 2 opciones:
● Divisor de tensión sin carga: es un circuito formado por 2 resistencias conectadas en serie, donde la tensión de salida (VO) se mide en los extremos de una de ellas (generalmente R2).
En el divisor de tensión sin carga no hay corriente extraída del punto medio (circuito abierto). La tensión de salida depende únicamente de R1 y R2. Es ideal para referencias de voltaje o sensores de alta impedancia.
● Divisor de tensión con carga: ocurre cuando se conecta una resistencia de carga (RL) en paralelo con R2, alterando la tensión de salida debido al consumo de corriente.
En el divisor de tensión con carga, la tensión de salida disminuye debido a la corriente que consume RL. La resistencia de carga afecta a la precisión del divisor. Es usado en circuitos prácticos donde hay consumo de energía (ej.: alimentación de un dispositivo).
Caso Ideal: Divisor en Vacío o Sin Carga (Solo Señal)
La mayoría de calculadoras online solo usan la fórmula básica. Esto asume que no conectamos “nada” a la salida. Se utiliza para referencias de voltaje o entradas de alta impedancia (ej: entrada analógica de Arduino).
Esta sección aparecerá cuando el usuario seleccione "Divisor de tensión sin carga".
Lo primero que se mostrará es un esquema del divisor con todos los parámetros eléctricos, tensiones, resistencias e intensidad.
Datos del Divisor Sin Carga
A continuación, se desplegarán también nuevos campos de introducción de datos, que se detallan a continuación.
● Tensión de entrada Vi: es el primer dato de entrada en el que se debe introducir la tensión de alimentación del divisor, en V.
● Resistencia R1: se introduce el valor, en Ω, de la primera resistencia conectada a la tensión de entrada Vi.
● Resistencia R2: es la segunda resistencia, en Ω, conectada en serie con la resistencia R1 y a masa (tierra).
Resultados del Divisor Sin Carga
La calculadora determina la tensión de salida Vo del divisor, pero también aporta el dato de la corriente I que pasa por las 2 resistencias en serie:
– Corriente I: se calcula mediante la siguiente fórmula de la Ley de Ohm para resistencias en serie:
– Tensión de salida VO: se obtiene aplicando la Ley de Ohm a la resistencia R2:
Caso Real: Divisor con Carga (Conectando Algo)
La carga RL se pone en paralelo con R2, modificando la resistencia equivalente. En el momento que conectamos un ventilador o un LED a la salida, ese componente actúa como una tercera resistencia en paralelo (RL), chupando corriente y haciendo caer el voltaje.
Esta sección aparecerá cuando el usuario haya seleccionado "Divisor de tensión con carga". En primer lugar se mostrará un esquema del divisor con todos los parámetros eléctricos, tensiones, resistencias e intensidades.
Datos del Divisor Con Carga
El sistema mostrará nuevos campos para la introducción de información, cada uno de los cuales será descrito a continuación:
● Tensión de entrada Vi: valor de alimentación del circuito divisor, expresado en voltios.
● Resistencia R1: valor óhmico de la primera resistencia conectada directamente a la fuente de tensión.
● Resistencia R2: valor óhmico de la segunda resistencia conectada en serie con R1 y referenciada a tierra.
● Resistencia de carga RL: valor óhmico de la resistencia que va a alimentar el divisor, conectada a la tensión de salida VO y a masa (tierra).
Resultados del Divisor Con Carga
La calculadora determina la tensión de salida VO del divisor, pero también aporta el dato de la corriente I1 que atraviesa la resistencia R1, la corriente I2 que atraviesa la resistencia R2 y la corriente IL que demanda la carga conectada RL.
Internamente, la calculadora obtiene la resistencia equivalente RP del paralelo de R2 y RL, mediante la fórmula:
– Corriente I1: se determina mediante la siguiente fórmula de la Ley de Ohm para resistencias en serie:
– Tensión de salida VO: la tensión de salida se obtiene aplicando la Ley de Ohm a la resistencia RP:
– Corriente I2: se obtiene aplicando la Ley de Ohm a la resistencia R2:
– Corriente IL: igualmente, se determina aplicando la Ley de Ohm a la resistencia RL:
Advertencia: No Usar el Divisor de Tensión para Potencia
Es uno de los errores más comunes cuando se empieza en la electrónica: intentar alimentar un motor, una tira LED o un ventilador usando un divisor de tensión con dos resistencias. Aunque sobre el papel la matemática funciona para obtener un voltaje menor, en la práctica es una solución ineficiente, inestable y potencialmente peligrosa.
Como cae el voltaje en la salida, podemos intentar compensar esa caída usando resistencias de muy bajo valor para que pase mucha corriente. En este caso, nos encontraremos con otro gran problema: el efecto Joule.
Si necesitamos mucha corriente, las resistencias se pondrán al rojo vivo. Las resistencias comunes (de 1/4 W) se quemarán instantáneamente. Incluso las resistencias de potencia pueden alcanzar temperaturas peligrosas si se usan para alimentar cargas de varios vatios.
⚠️ Precaución: El divisor de tensión solo debe usarse para señales (como leer un sensor con un Arduino o bajar el voltaje de un pin de datos), nunca para potencia.
Si el objetivo es alimentar un dispositivo que consume corriente, olvida las resistencias y utiliza componentes diseñados para ello:
● Regulador lineal (Ejemplo: LM7805): es un chip de 3 pines que entrega un voltaje fijo (como 5 V) de forma muy estable. Es ideal para corrientes bajas (hasta 1 A) y proyectos donde el ruido eléctrico deba ser mínimo. También genera calor si la diferencia entre la entrada y la salida es muy grande.
● Convertidor Buck (DC-DC Switching): es una pequeña placa que utiliza inductores y transistores para bajar el voltaje de forma conmutada. Es la opción más eficiente (90-95%). Apenas se calienta y puede entregar mucha corriente (3 A, 5 A o más). Permite ajustar el voltaje de salida con un pequeño tornillo (potenciómetro).
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