Un divisor de tensión, también llamado divisor de voltaje, utiliza normalmente dos resistencias en serie para obtener una tensión de salida que es una fracción de la tensión de entrada. Es uno de los circuitos más sencillos de la electrónica, pero su comportamiento cambia cuando conectamos una carga.
Primero derivaremos la fórmula ideal, resolveremos un ejemplo de 12 V a 8 V y después veremos por qué un divisor resistivo no debe tratarse como una fuente de alimentación ideal.
Qué es un divisor de tensión
El circuito básico conecta R1 y R2 en serie entre una tensión de entrada Vin y una referencia. La salida Vout se toma en el nodo común de las resistencias y se mide respecto a la referencia:
Vin → R1 → nodo Vout → R2 → referencia
Con esta disposición, Vout es la caída de tensión en R2. Si midiéramos sobre R1, la expresión cambiaría: la resistencia correspondiente a la tensión buscada debe aparecer en el numerador.
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| Vin | Tensión aplicada al conjunto R1 + R2 |
| Vout | Tensión del nodo central respecto a la referencia |
| R1 | Resistencia superior, entre Vin y Vout |
| R2 | Resistencia inferior, entre Vout y la referencia |
Fórmula del divisor de tensión
Para un divisor ideal, resistivo y sin carga, con Vout medida sobre R2:
Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)
El cociente R2/(R1 + R2) siempre está entre cero y uno para resistencias positivas. Por eso este divisor pasivo no puede producir una tensión mayor que Vin.
De dónde sale la fórmula
La fórmula no es una regla independiente: procede de la corriente común de un circuito serie, de la ley de Ohm y de la ley de tensiones de Kirchhoff, que equilibra la fuente con las caídas del lazo.
Paso 1: calcular la corriente serie
Sin una carga conectada a Vout, la misma corriente atraviesa R1 y R2:
I = Vin / (R1 + R2)
Paso 2: calcular la tensión en R2
Como Vout se mide sobre R2:
Vout = I × R2
Paso 3: sustituir la corriente
Vout = [Vin / (R1 + R2)] × R2
Al reorganizar aparece la fórmula habitual: Vout = Vin × R2/(R1 + R2).
Ejemplo: obtener 8 V a partir de 12 V
Datos: Vin = 12 V, R1 = 1 kΩ y R2 = 2 kΩ.
Cálculo directo
Vout = 12 V × 2 kΩ / (1 kΩ + 2 kΩ) = 12 × 2/3 = 8 V
Comprobación mediante la corriente
I = 12 V / 3.000 Ω = 0,004 A = 4 mA
- VR1 = 4 mA × 1 kΩ = 4 V
- VR2 = 4 mA × 2 kΩ = 8 V
- VR1 + VR2 = 4 V + 8 V = 12 V
Divisor del 50 %
Si R1 = R2, ambas resistencias representan la misma fracción de la resistencia total:
Vout = Vin × R / (R + R) = Vin / 2
Un divisor de 1 kΩ + 1 kΩ y otro de 10 kΩ + 10 kΩ producen idealmente el mismo 50 %. Sin embargo, no consumen la misma corriente ni presentan la misma resistencia de salida.
La relación importa, pero los valores absolutos también
La relación R2/(R1 + R2) fija la fracción ideal. Multiplicar ambas resistencias por el mismo número conserva esa relación, pero modifica dos aspectos prácticos:
- Valores bajos: hacen circular más corriente y aumentan el consumo y la disipación.
- Valores altos: consumen menos, pero la salida se vuelve más sensible a cargas, corrientes de entrada, fugas y ruido.
Por eso elegir resistencias no consiste únicamente en acertar el cociente.
Qué ocurre cuando conectamos una carga
La fórmula básica supone que el dispositivo conectado a Vout no toma corriente apreciable. En un circuito real, una carga de resistencia RL conectada entre Vout y la referencia queda en paralelo con R2.
La resistencia inferior efectiva pasa a ser:
Rinferior = R2 || RL
Como esa resistencia equivalente es menor que R2, la tensión de salida también disminuye. El divisor cargado se convierte en un pequeño circuito mixto.
Ejemplo de divisor con carga
Con Vin = 10 V, R1 = 1 kΩ y R2 = 1 kΩ, la salida sin carga es:
Vout = 10 V × 1 kΩ / (1 kΩ + 1 kΩ) = 5 V
Al conectar RL = 1 kΩ en paralelo con R2:
R2,ef = 1 kΩ || 1 kΩ = 500 Ω
Vout,carga = 10 V × 500 Ω / (1.000 Ω + 500 Ω) ≈ 3,33 V
La salida ha caído de 5 V a 3,33 V. Esto demuestra que un divisor resistivo no es una fuente ideal de tensión.
Aplicaciones apropiadas
- Referencias sencillas para entradas de alta impedancia.
- Adaptación de niveles cuando la entrada conectada consume muy poca corriente.
- Sensores resistivos: una LDR, termistor u otro sensor puede convertir un cambio de resistencia en un cambio de tensión.
- Polarización: establecimiento introductorio de niveles de continua en etapas electrónicas.
- Potenciómetros: un cursor móvil permite obtener una fracción variable de la tensión.
Un potenciómetro conectado por sus tres terminales funciona como divisor variable. La guía sobre resistencias y potenciómetros amplía el comportamiento de estos componentes.
Cuándo no utilizar un divisor resistivo
Un divisor resistivo no suele ser adecuado para alimentar motores, relés, lámparas, módulos u otras cargas que consuman corriente significativa. Vout dependerá del consumo y puede variar al cambiar la carga.
No debe confundirse con un regulador, un convertidor DC-DC o una fuente estabilizada. Cuando se necesita una tensión robusta frente a la carga, hacen falta otras soluciones o una etapa separadora adecuada.
Potencia en las resistencias
Además de la relación de tensiones, comprueba la potencia eléctrica disipada:
P = I²R o P = V²/R
En el ejemplo de 12 V, 1 kΩ y 2 kΩ, I = 4 mA. Por tanto, R1 disipa 0,016 W y R2 disipa 0,032 W. La potencia total es 0,048 W, que coincide con 12 V × 4 mA.
Errores frecuentes
- Invertir R1 y R2: el numerador corresponde a la resistencia sobre la que se mide Vout.
- Medir desde el punto incorrecto: Vout necesita un nodo de referencia definido.
- Olvidar la carga: RL suele quedar en paralelo con R2.
- Usar resistencias demasiado bajas: aumenta el consumo y la disipación.
- Usar resistencias demasiado altas: pueden importar fugas y corrientes de entrada.
- Alimentar una carga exigente: la salida caerá y variará.
- Confundir el valor sin carga con el valor real: especifica siempre la condición de medida.
Preguntas frecuentes
¿Divisor de tensión y divisor de voltaje son lo mismo?
Sí. «Tensión» es el término preferido en esta guía; «voltaje» es una variante habitual.
Fuentes técnicas
- Analog Devices: Voltage Divider.
- Analog Devices University: Voltage and Current Dividers.
- OpenStax Physics: Series Circuits.
- Analog Devices: efecto de carga en un divisor resistivo.
Resumen
En un divisor de tensión ideal, R1 y R2 están en serie y Vout sobre R2 vale Vin × R2/(R1 + R2). Con 12 V, 1 kΩ y 2 kΩ, obtenemos 8 V. Cuando conectamos una carga, esta modifica la resistencia inferior y puede reducir considerablemente Vout; por eso un divisor resistivo no es una fuente de alimentación universal. Su guía complementaria es el divisor de corriente, basado en ramas paralelas.
