Divisor de tensión, Cómo calcularla

¿Qué es la regla del divisor de tensión con ejemplos?

En electrónica, la regla del divisor de tensión o de voltaje es un simple y más importante circuito electrónico, que se utiliza para cambiar un gran voltaje en un pequeño voltaje. Usando sólo un voltaje i/p y dos resistencias en serie podemos obtener un voltaje o/p. Aquí, el voltaje de salida es una fracción del voltaje i/p. El mejor ejemplo de divisor de voltaje es que dos resistencias están conectadas en serie. Cuando el voltaje i/p se aplica a través del par de la resistencia y el voltaje o/p aparecerá de la conexión entre ellas. Generalmente, estos divisores se utilizan para reducir la magnitud de la tensión o para crear una tensión de referencia y también se utilizan a bajas frecuencias como atenuador de la señal. Para DC y frecuencias relativamente bajas, un divisor de tensión puede ser apropiadamente perfecto si se hace sólo con resistencias; donde se requiere una respuesta de frecuencia en un amplio rango.

Los circuitos divisores de voltaje son útiles para proporcionar diferentes niveles de voltaje de un suministro de voltaje común. Este suministro común puede ser un suministro único ya sea positivo o negativo, por ejemplo, +5V, +12V, -5V o -12V, etc. con respecto a un punto o tierra común, normalmente 0V, o podría ser a través de un suministro dual, por ejemplo ±5V, o ±12V, etc.

Los divisores de tensión también se conocen como divisores de potencial, porque la unidad de tensión, el «Voltio» representa la cantidad de diferencia de potencial entre dos puntos. Un divisor de voltaje o potencial es un simple circuito pasivo que aprovecha el efecto de la caída de los voltajes a través de los componentes que están conectados en serie.

El potenciómetro, que es una resistencia variable con un contacto deslizante, es el ejemplo más básico de un divisor de tensión, ya que podemos aplicar una tensión a través de sus terminales y producir una tensión de salida en proporción a la posición mecánica de su contacto deslizante. Pero también podemos hacer divisores de tensión utilizando resistencias individuales, condensadores e inductores, ya que son componentes de dos terminales que pueden ser conectados en serie.

Regla del divisor de voltaje

La regla del divisor de voltaje se utiliza para resolver circuitos para simplificar la solución. Aplicando esta regla también se pueden resolver circuitos simples a fondo El concepto principal de esta regla del divisor de voltaje es » El voltaje se divide entre dos resistencias que están conectadas en serie en proporción directa a su resistencia. El divisor de voltaje involucra dos partes importantes que son el circuito y la ecuación.

Divisor de tensión resistivo

La forma más simple, más fácil de entender y más básica de una red pasiva de divisores de voltaje es la de dos resistencias conectadas en serie. Esta combinación básica nos permite usar la Regla del Divisor de Voltaje para calcular las caídas de voltaje a través de cada resistencia en serie.

Diferentes esquemas de divisor de voltaje

Un divisor de voltaje incluye una fuente de voltaje a través de una serie de dos resistencias. Puedes ver los diferentes circuitos de voltaje dibujados de diferentes maneras que se muestran a continuación. Pero estos diferentes circuitos deberían ser siempre los mismos.

En los diferentes circuitos divisores de voltaje arriba mencionados, la resistencia R1 es la más cercana al voltaje de entrada Vin, y la resistencia R2 es la más cercana al terminal de tierra. La caída de voltaje a través de la resistencia R2 se llama Vout que es el voltaje dividido del circuito

Cálculo del divisor de voltaje

Consideremos el siguiente circuito conectado mediante el uso de dos resistencias R1 y R2. Donde la resistencia variable está conectada entre la fuente de voltaje. En el siguiente circuito, R1 es la resistencia entre el contacto deslizante de la variable y el terminal negativo. R2 es la resistencia entre el terminal positivo y el contacto deslizante. Eso significa que las dos resistencias R1 y R2 están en serie.

La ley de Ohm establece que V=IR
A partir de la ecuación anterior, podemos obtener las siguientes ecuaciones
V1 (t) =R1i (t)…………………….. (I)

Aplicando la Ley de Tensión de Kirchhoff

El KVL establece que, cuando la suma algebraica de voltaje alrededor de un camino cerrado en un circuito es igual a cero.

-V (t) +v1 (t) +v2 (t) =0
V (t) = V1 (t) +v2 (t)

Por lo tanto
V (t) =R1i (t)+ R2i (t)= i(t)(R1+R2)
Por lo tanto
i (t) =v (t) /R1+R2… (III)

Sustituyendo III en las ecuaciones I y II

V1 (t) = R1 (v (t) /R1+R2)
V (t) (R1/R1+R2)
V2 (t) = R2 (v (t) /R1+R2)
V (t) (R2/R1+R2)

El circuito anterior muestra el voltaje dividido entre las dos resistencias que es directamente proporcional a su resistencia. Esta regla del divisor de voltaje puede extenderse a los circuitos que están diseñados con más de dos resistencias.

Regla de división de voltaje para el circuito de dos resistencias superiores
V1(t)= V(t) R1/R1+R2+R3+R4
V2(t)= V(t) R2/R1+R2+R3+R4
V3(t)= V(t) R3/R1+R2+R3+R4
V4(t)= V(t) R4/R1+R2+R3+R4

Ecuación del divisor de voltaje

La ecuación de la regla del divisor de voltaje acepta cuando se conocen los tres valores del circuito anterior, que son el voltaje de entrada y los dos valores de las resistencias. Usando la siguiente ecuación, podemos encontrar el voltaje de salida.

Vout=Vin. R2/R1+R2

La ecuación anterior establece que el Vout (voltaje o/p) es directamente proporcional al Vin (voltaje de entrada) y la relación de dos resistencias R1 y R2.

Ejemplo de la regla del divisor de voltaje

Supongamos que la resistencia total de una resistencia variable es de 12 Ω. El contacto deslizante se posiciona en un punto en el que la resistencia se divide en 4 Ω y 8Ω. La resistencia variable está conectada a través de una batería de 2,5 V. Examinemos el voltaje que aparece a través del voltímetro conectado a través de la sección 4 Ω del resistor variable.
Según la regla del divisor de voltaje, las caídas de voltaje serán,

Vout= 2.5Vx4 Ohms/12Ohms=0.83V

Aplicaciones del divisor de voltaje

El divisor de voltaje se usa sólo allí donde el voltaje se regula dejando caer un voltaje particular en un circuito. Se utiliza principalmente en aquellos sistemas en los que no es necesario considerar seriamente la eficiencia energética.

En nuestra vida diaria, lo más común es que el divisor de voltaje se use en los potenciómetros. Los mejores ejemplos de los potenciómetros son la perilla de sintonización de volumen que se adjunta a nuestros sistemas de música y transistores de radio, etc. El diseño básico del potenciómetro incluye tres clavijas que se muestran arriba. Dos de ellas están conectadas a la resistencia que está en el interior del potenciómetro y la otra está conectada con un contacto de limpieza que se desliza sobre la resistencia. Cuando alguien cambia la perilla del potenciómetro, entonces el voltaje aparecerá a través de los contactos estables y el contacto de limpieza de acuerdo con la regla del divisor de voltaje.

Los divisores de tensión se utilizan para ajustar el nivel de la señal, para la medición de la tensión y el sesgo de los dispositivos activos en los amplificadores. Un multímetro y un puente de Wheatstone incluyen divisores de tensión.

Los divisores de tensión pueden utilizarse para medir la resistencia del sensor. Para formar un divisor de tensión, el sensor se conecta en serie con una resistencia conocida y se aplica una tensión conocida a través del divisor. El convertidor analógico a digital del microcontrolador se conecta a la toma central del divisor para que se pueda medir el voltaje de la toma. Utilizando la resistencia conocida, se puede calcular la resistencia del sensor de voltaje medido.

Se trata de la regla de división de voltaje con circuitos, esta regla es aplicable tanto para fuentes de voltaje de CA como de CC. Además, cualquier duda sobre este concepto o proyectos electrónicos y eléctricos, por favor, dé su opinión comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta o tú, ¿cuál es la función principal de la regla de división de voltaje?

Conclusión

Hemos visto aquí que el divisor de voltaje, o red, es una configuración de circuito muy común y útil que nos permite producir diferentes niveles de voltaje a partir de un solo suministro de voltaje, eliminando así la necesidad de tener fuentes de alimentación separadas para las diferentes partes de un circuito que operan a diferentes niveles de voltaje.

Como su nombre indica, un divisor de voltaje o potencial, «divide» un voltaje fijo en proporciones precisas utilizando resistencias, condensadores o inductores. El circuito divisor de tensión más básico y más utilizado es el de dos resistencias en serie de valor fijo, pero también se puede utilizar un potenciómetro o reostato para la división de la tensión simplemente ajustando su posición del limpiaparabrisas.

Una aplicación muy común de un circuito divisor de voltaje es reemplazar una de las resistencias de valor fijo por un sensor. Los sensores resistivos como los sensores de luz, los sensores de temperatura, los sensores de presión y los medidores de tensión, que cambian su valor resistivo al responder a los cambios ambientales, pueden utilizarse en una red de divisores de tensión para proporcionar una salida de tensión analógica. El sesgo de los transistores bipolares y los MOSFET es también otra aplicación común de un divisor de tensión.