Calculadora de divisor de tensión

Calculadora

Ayuda de dimensionamiento preliminar. Results follow the published formulas cited below and are intended for estimating, study and early design. Final design must be verified by a licensed Professional Engineer against the code in force for your project.

Beneficios principales

• ✓Muestra la salida con carga y en vacío una junto a otra, que es de lo que se trata
• ✓Indica el error de carga en tanto por ciento en lugar de dejarlo a la deducción
• ✓Da la corriente en reposo, que importa en diseños alimentados por batería
• ✓Avisa cuando la resistencia de carga es demasiado baja para que un divisor resistivo funcione
• ✓El gráfico de sensibilidad muestra cómo crece el error a medida que la carga se hace más pesada
• ✓Enlaces para compartir y exportación CSV para tus registros de diseño

¿Qué es un divisor de tensión?

Dos resistencias en serie sobre una fuente reparten la tensión en proporción a sus resistencias. El punto de unión entre ambas queda a Vin × R₂/(R₁+R₂), porque por las dos circula la misma corriente y cada una cae tensión en proporción a su propio valor. Es la forma más sencilla de obtener una tensión menor a partir de otra mayor, y no necesita ningún componente activo.

Por qué una carga cambia el resultado

Todo lo que se conecta a la salida consume corriente, y esa corriente no sale de la nada: llega a través de R₁. Eléctricamente, la resistencia de carga queda en paralelo con R₂, y la combinación en paralelo siempre es menor que cualquiera de las dos. Así que la R₂ efectiva se reduce, la relación baja y la salida cae. Con una carga de 10 kΩ sobre una R₂ de 10 kΩ, el valor en paralelo es 5 kΩ y la salida baja de 6 V a 4 V, un tercio menos.

La regla de las diez veces y lo que cuesta

La recomendación convencional es que la carga sea al menos diez veces R₂, lo que mantiene el error en unos pocos puntos porcentuales. Exactamente a diez veces el error es del 4,76 %; a cien veces, del 0,50 %; a mil veces, del 0,05 %. Es una escala útil de recordar: cada factor de diez en la resistencia de carga divide el error aproximadamente entre diez. Cuando el divisor alimenta una entrada de alta impedancia, como un amplificador operacional o un pin de microcontrolador moderno, el error desaparece en la práctica.

Fórmula

Salida del divisor en vacío: la fórmula de manual, válida solo sin nada conectado

Cómo usar esta calculadora

1. Introduce la resistencia de carga realEs la resistencia de entrada de aquello que alimenta el divisor: la entrada de un amplificador operacional suele estar en gigaohmios, la de un convertidor A/D de microcontrolador entre decenas de kiloohmios y megaohmios, y la base de un transistor bipolar en unos pocos kiloohmios. Para un divisor realmente en vacío, introduce un valor muy grande.
2. Compara las cifras con carga y en vacíoEl valor en vacío es el que da la fórmula de manual. La diferencia entre ambos es el error que tu circuito experimentará de verdad, y se trata de un desplazamiento sistemático en cada lectura, no de un ruido que se promedie a cero.
3. Contrasta la corriente del divisor con tu presupuesto de consumoEl divisor consume corriente de forma continua, se use o no la salida. En un diseño alimentado por batería, ese consumo en reposo puede dominar el gasto en espera, lo que empuja hacia resistencias más altas.
4. Equilibra las dos presiones contrapuestasLas resistencias bajas reducen el error de carga pero desperdician más potencia. Las altas ahorran potencia pero se vuelven vulnerables a las fugas, a la humedad sobre la placa y a la corriente de polarización de entrada de aquello que alimentan. Hay una ventana práctica, no una única respuesta correcta.
5. Recuerda que un divisor no es un reguladorLa salida sigue exactamente a la entrada. Si la alimentación se mueve un 10 %, la salida se mueve un 10 %. Un divisor alimentado desde una fuente sin regular da una salida sin regular, un descuido frecuente cuando se emplea para fabricar una tensión de referencia.

Ejemplos resueltos

Sensibilidad a la carga

Cómo responden la salida y el error a la resistencia de carga. La curva es empinada a la izquierda y se aplana hacia la derecha, y por eso funciona la regla de las diez veces y por eso ir mucho más allá aporta muy poco. El marcador señala tu carga actual.

Cómo interpretar el resultado

El error de carga es el resultado que importa. Dice si el divisor está haciendo lo que la fórmula afirma y si hace falta un búfer.

Errores comunes que evitar

Aplicaciones prácticas

• ▸Escalar una tensión para una entrada de convertidor A/D
• ▸Fijar el punto de polarización en un circuito amplificador
• ▸Crear una tensión de referencia a partir de una alimentación regulada
• ▸Adaptar niveles entre familias lógicas
• ▸Vigilar la tensión de batería en equipos portátiles
• ▸Fijar la relación de realimentación en un circuito regulador

Casos de uso por sector

Electrónica embebida

La vigilancia de batería divide la tensión del paquete hasta el rango del convertidor A/D del microcontrolador. El divisor consume corriente de forma continua, así que a menudo se conmuta con un transistor y solo se habilita durante la medida, lo que convierte una fuga permanente en espera en algo despreciable.

Instrumentación

Los divisores de precisión emplean redes de resistencias apareadas en un solo encapsulado, porque dos componentes en un mismo chip derivan con la temperatura mucho mejor que dos sueltos. La carga se elimina con un amplificador búfer, y quedan la tolerancia y la deriva como límites de precisión.

Diseño de fuentes de alimentación

Los reguladores conmutados fijan su tensión de salida con un divisor de realimentación entre la salida y el pin de control. La corriente de polarización de ese pin fija el límite inferior de la corriente del divisor, y por eso las hojas de datos especifican una resistencia máxima para la resistencia inferior.

Consejos prácticos

• 💡La carga queda en paralelo con R₂: en eso consiste todo.
• 💡Diez veces R₂ da un 4,76 % de error; cien veces, un 0,50 %.
• 💡El error de carga es un desplazamiento sistemático, así que promediar no lo elimina.
• 💡Un divisor sigue exactamente a su entrada: es una relación, no un regulador.
• 💡La impedancia de salida es R₁ en paralelo con R₂; contrástala con el requisito del convertidor A/D.
• 💡Resuelta la carga, la tolerancia de las resistencias pasa a ser el límite de precisión.

Ventajas y limitaciones

Cómo cambia el resultado la resistencia de carga

Una alimentación de 12 V con dos resistencias de 10 kΩ, que según la fórmula de manual da 6 V. Cada fila cambia solo la carga. Fíjate en la pauta de la columna de error: cada factor de diez en la resistencia de carga divide el error aproximadamente entre diez.

Calculadoras relacionadas

Preguntas frecuentes

Glosario

Divisor de tensión

Dos resistencias en serie cuyo punto de unión proporciona una fracción de la tensión de alimentación.

Error de carga

La reducción de la salida causada por la corriente que consume el circuito conectado.

Impedancia de salida

R₁ en paralelo con R₂: la resistencia de Thévenin que ve la carga.

Equivalente de Thévenin

Representación de cualquier red lineal como una fuente de tensión y una resistencia en serie.

Seguidor de tensión

Búfer con amplificador operacional de ganancia unidad y resistencia de entrada muy alta, usado para aislar un divisor de su carga.

Corriente en reposo

Corriente que consume el divisor de forma continua, se use o no su salida.

Corriente de polarización de entrada

La pequeña corriente que consume la entrada de un amplificador o convertidor A/D, y que carga a un divisor de alta impedancia.

Tolerancia de la resistencia

La desviación admisible respecto al valor nominal, que limita la precisión del divisor una vez resuelta la carga.

Tiempo de establecimiento

El tiempo que tarda la salida en alcanzar su valor final, fijado por la impedancia de salida y cualquier capacidad presente.

Tensión de trabajo

La tensión máxima que una resistencia puede soportar, independiente de su potencia nominal.

Referencias científicas y normativas

1. Horowitz, P. and Hill, W., The Art of Electronics, 3rd Edition — Chapter 1: Foundations — Cambridge University Press
2. IEC 60063 — Preferred number series for resistors and capacitors — International Electrotechnical Commission
3. Analog Devices AN-1258 — Voltage Divider Design and Error Analysis — Analog Devices application note
4. Texas Instruments SLAA013 — Understanding Data Converter Source Impedance Requirements — Texas Instruments application report
5. Vishay Technical Note — Voltage Coefficient and Working Voltage of Film Resistors — Vishay Intertechnology

Conclusión

La fórmula del divisor que todo el mundo recuerda describe un circuito sin nada conectado, y la diferencia entre eso y la realidad es todo el asunto. Una carga queda en paralelo con R₂, así que la resistencia inferior efectiva se reduce y la salida cae: un 4,76 % con la regla convencional de diez veces R₂, y un 83 % cuando la carga es una décima parte de R₂, punto en el que es la carga la que fija la tensión y las resistencias solo limitan corriente. De ahí se siguen dos cosas. Primera: ese error es un desplazamiento sistemático y no ruido, así que desvía todas las lecturas por igual y promediar no puede quitarlo. Segunda: el arreglo suele ser un búfer y no otra relación, porque hacer un divisor lo bastante firme para una carga pesada exige resistencias tan bajas que disipan potencia real, mientras que un seguidor con amplificador operacional elimina la carga por completo. Resuelto el efecto de carga, la tolerancia de las resistencias toma el relevo como límite de precisión, y un par al 1 % es veinte veces peor que un divisor bien cargado.