Spannungsteiler-Rechner

Esta calculadora de división de voltaje interactiva te permite obtener la tensión de salida ($V_{out}$) de un circuito divisor de tensión pasivo de forma inmediata. A continuación, te explicamos cómo funciona la teoría física y matemática detrás de este circuito fundamental.

¿Qué es un Divisor de Voltaje?

Un divisor de voltaje (o divisor de tensión) es un circuito lineal pasivo elemental que reduce un voltaje de entrada ($V_{in}$) a una fracción del mismo como voltaje de salida ($V_{out}$).

Está compuesto típicamente por dos resistencias en serie ($R_1$ y $R_2$) conectadas a una fuente de alimentación de entrada. Los divisores de tensión son ampliamente utilizados en electrónica para:

• Adaptar niveles de señal para entradas de microcontroladores (como pines ADC de Arduino o ESP32).
• Polarizar componentes activos como transistores BJT y amplificadores operacionales.
• Crear voltajes de referencia estables.

Fórmula del Divisor de Voltaje

El principio físico de un divisor de tensión se basa en la Ley de Ohm y en las leyes de voltaje de Kirchhoff. Dado que la misma corriente fluye a través de ambas resistencias en serie, la fórmula general para calcular la tensión de salida es:

$V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}$

Donde:

• $V_{out}$ (Voltaje de salida): La tensión obtenida en el punto medio entre las dos resistencias, expresada en voltios ($V$).
• $V_{in}$ (Voltaje de entrada): La diferencia de potencial de la fuente de alimentación, en voltios ($V$).
• $R_1$ (Primera resistencia): La resistencia conectada al voltaje de entrada, en ohmios ($\Omega$).
• $R_2$ (Segunda resistencia): La resistencia conectada a tierra (GND), en ohmios ($\Omega$).

Ejemplo Práctico de Cálculo

Imagina que tienes un sensor analógico que entrega una señal de $5\,\text{V}$ ($V_{in}$), pero quieres leerla de forma segura en un microcontrolador que solo soporta un voltaje máximo de $3.3\,\text{V}$ (como el ESP32).

Para esto, puedes usar nuestra calculadora de divisor de voltaje eligiendo valores comerciales para las resistencias:

1. Definimos $R_1 = 10\,\text{k}\Omega$ ($10000\,\Omega$).
2. Definimos $R_2 = 20\,\text{k}\Omega$ ($20000\,\Omega$).
3. Aplicamos la fórmula: $V_{out} = 5\,\text{V} \times \frac{20000}{10000 + 20000} = 5 \times \frac{20000}{30000} = 3.33\,\text{V}$

Este valor es ideal para proteger la entrada analógica del microcontrolador.

Preguntas Frecuentes sobre Divisores de Tensión

¿Cómo afecta la carga conectada al divisor de voltaje?

Cuando conectas una carga (o resistencia de carga $R_L$) en paralelo con $R_2$ para leer la señal, la resistencia equivalente cambia a $R_{eq} = R_2 \parallel R_L$. Esto altera la relación de voltaje y reduce el voltaje de salida real. Para evitar este efecto, la resistencia de entrada del dispositivo conectado debe ser mucho mayor que $R_2$ (al menos 10 veces mayor).

¿Puedo usar un divisor de voltaje para alimentar un motor o un LED potente?

No. Los divisores de tensión resistivos no son eficientes para alimentar cargas de potencia, ya que disipan demasiada energía en forma de calor y el voltaje decae rápidamente ante variaciones de consumo. Para alimentar dispositivos, debes utilizar reguladores de voltaje lineales (como la serie LM78xx) o reguladores conmutados (Buck Converters).