Calculadora divisor de tensión

Calcula el voltaje de salida ideal de un divisor resistivo a partir de la tensión de entrada y de dos resistencias. Aprende también cómo influyen la carga conectada, la corriente, la potencia disipada y la impedancia de una entrada Arduino, PLC o ADC.

Esquema y cálculo de un divisor de tensión con dos resistencias

Calculadora divisor de tensión

Introduce los valores y obtén el resultado automáticamente.

Resultado ideal sin carga conectada. Comprueba más abajo la impedancia de entrada, la corriente y la potencia antes de aplicar el circuito.

🔎 Qué es un divisor de tensión

Un divisor de tensión es un circuito formado por dos resistencias conectadas en serie que permite obtener una tensión de salida inferior a la tensión de entrada.

Es uno de los cálculos más utilizados en electrónica porque permite escalar señales y adaptar un nivel de medida al rango de una entrada de alta impedancia. No funciona como una fuente regulada ni está pensado para alimentar cargas.

🎯 Para qué sirve esta calculadora

  • Calcular el voltaje de salida de un divisor
  • Adaptar señales entre circuitos
  • Adaptar señales para entradas Arduino, PLC o ADC
  • Comprobar relaciones entre tensión de entrada y salida
  • Seleccionar una primera combinación de resistencias

⚙️ Fórmula del divisor de tensión

R1 y R2 se conectan en serie entre la tensión de entrada y masa. La salida se toma en el punto intermedio: R1 queda entre Vin y Vout, mientras que R2 queda entre Vout y masa.

Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))

Donde:

  • Vin = voltaje de entrada
  • R1 = resistencia superior, conectada entre Vin y Vout
  • R2 = resistencia inferior, conectada entre Vout y masa
  • Vout = voltaje de salida

La expresión calcula la salida ideal cuando no existe una carga significativa conectada al punto medio. Vin y Vout deben compartir la misma referencia de masa y utilizar unidades coherentes.

Otras fórmulas útiles del divisor

  • Relación de división: k = Vout / Vin = R2 / (R1 + R2).
  • Calcular R2 a partir de R1: R2 = R1 × Vout / (Vin − Vout).
  • Corriente del divisor sin carga: I = Vin / (R1 + R2).
  • Potencia en cada resistencia: PR1 = I² × R1 y PR2 = I² × R2.
  • Resistencia de salida equivalente: Rth = R1 ∥ R2.

Un divisor resistivo solo reduce una tensión. No puede aumentarla, regularla frente a variaciones ni aislar eléctricamente dos circuitos.

📘 Ejemplo sin carga: reducir 12 V a 6 V

Supongamos un circuito con:

  • Vin = 12 V
  • R1 = 1000 Ω
  • R2 = 1000 Ω

Aplicando la fórmula:

Vout = 6 V

Esto significa que, con dos resistencias iguales y sin carga, la tensión de salida será justo la mitad de la tensión de entrada.

La corriente permanente del divisor es I = 12 V / 2000 Ω = 6 mA. Cada resistencia disipa I² × R = 0,036 W, es decir, 36 mW. Una resistencia convencional de 0,25 W tendría margen suficiente en este ejemplo, aunque siempre debe verificarse la tensión y potencia máximas del componente real.

📊 Ejemplos de divisores sin carga

La tabla muestra varias combinaciones ideales. La corriente indicada circula continuamente por R1 y R2 mientras Vin permanezca aplicada.

VinR1R2Vout idealCorriente
5 V10 kΩ10 kΩ2,50 V0,25 mA
12 V10 kΩ10 kΩ6,00 V0,60 mA
12 V20 kΩ10 kΩ4,00 V0,40 mA
24 V47 kΩ10 kΩ4,21 V0,42 mA
10 V30 kΩ10 kΩ2,50 V0,25 mA

Dos pares de resistencias con la misma proporción producen el mismo voltaje ideal, pero no consumen la misma corriente ni presentan la misma impedancia de salida.

🔌 Efecto de una carga conectada

Cuando una carga RL se conecta entre Vout y masa, queda en paralelo con R2. La resistencia inferior efectiva disminuye y la tensión de salida pasa a ser menor que el valor ideal.

Req = R2 ∥ RL = (R2 × RL) / (R2 + RL)
Vout con carga = Vin × Req / (R1 + Req)

En el ejemplo de 12 V con R1 = 1 kΩ y R2 = 1 kΩ, una carga de 10 kΩ produce Req ≈ 909 Ω. La salida baja de 6 V a aproximadamente 5,71 V. La resistencia de salida sin carga es Rth = R1 ∥ R2 = 500 Ω.

Si la carga consume una corriente apreciable, conviene calcular el caso cargado o utilizar un amplificador operacional como seguidor, un regulador u otra etapa de adaptación adecuada.

🧠 Cómo interpretar el resultado

El resultado es la tensión teórica del punto medio sin una carga significativa. Representa una proporción de Vin: si la entrada aumenta o disminuye, Vout cambia en la misma proporción.

Antes de conectarlo a una entrada electrónica hay que comprobar el peor valor posible de Vin, la tolerancia de las resistencias, la impedancia de entrada y los límites absolutos del dispositivo. El cálculo ideal no constituye por sí mismo protección contra sobretensiones, transitorios ni errores de conexión.

🧠 Qué determina la precisión real

Impedancia de la carga

La entrada conectada actúa como una resistencia en paralelo con R2. Cuanto más baja sea su impedancia respecto a la del divisor, mayor será la caída de Vout frente al cálculo ideal.

Corriente y potencia

Valores bajos reducen la impedancia de salida, pero consumen más y disipan más calor. Valores altos ahorran corriente, aunque aumentan la sensibilidad a fugas, ruido y capacitancias parásitas.

Tolerancia y temperatura

Las tolerancias y los coeficientes de temperatura modifican la relación real. Para una medida precisa conviene analizar el peor caso y utilizar resistencias estables con tolerancia adecuada.

Entrada ADC y frecuencia

Un ADC puede incluir una resistencia y un condensador de muestreo internos. Una impedancia de fuente elevada puede provocar errores de asentamiento; debe respetarse el valor recomendado en la documentación del equipo.

🚫 Cuándo no conviene usar un divisor resistivo

  • Para alimentar una carga: Vout variará con la corriente consumida y las resistencias desperdiciarán energía.
  • Cuando se necesita una tensión estable: debe utilizarse un regulador o convertidor apropiado.
  • Cuando se necesita aislamiento galvánico: las masas permanecen unidas y el divisor no proporciona aislamiento.
  • Como única protección de una entrada: pueden ser necesarios limitadores, filtros, diodos de protección o aislamiento según la aplicación.
  • Directamente sobre red o alta tensión sin diseño específico: deben comprobarse seguridad, aislamiento, distancias, categoría de sobretensión y tensión nominal de cada componente.

Para medir tensiones peligrosas o procedentes de la red eléctrica no basta con aplicar la fórmula: se requiere un diseño de medida y protección adecuado.

📚 Fuentes técnicas utilizadas

La selección de la relación de resistencias y el equilibrio entre consumo, corriente de fuga y precisión se ha contrastado con el informe técnico Optimizing Resistor Dividers at a Comparator, de Texas Instruments.

El efecto de la resistencia de fuente y de la combinación R1 ∥ R2 sobre una entrada ADC se apoya en el análisis técnico de Analog Devices sobre impedancia y errores de adquisición.

🔗 Herramientas relacionadas

Complementa el divisor con la Ley de Ohm para comprobar corrientes y resistencias, con la calculadora de potencia para estimar disipación y con la herramienta de consumo cuando necesites relacionar potencia y tiempo.

❓ Preguntas frecuentes

¿Cómo hacer un divisor de tensión paso a paso?

Conecta R1 entre Vin y Vout, R2 entre Vout y masa, y aplica Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). Después comprueba la carga conectada, la corriente del divisor y la potencia de ambas resistencias.

¿Para qué sirve un divisor de voltaje?

Sirve principalmente para escalar una señal o fijar una referencia dentro de un circuito de alta impedancia. No sustituye una fuente de alimentación ni un regulador.

¿Qué pasa si conecto una carga a la salida?

La carga queda en paralelo con R2, reduce la resistencia inferior equivalente y normalmente disminuye Vout. Debe calcularse usando Req = R2 ∥ RL.

¿Qué valores de resistencias conviene usar?

No existe un intervalo universal. Primero se elige la relación necesaria y después la resistencia total según el consumo permitido, la impedancia de la carga, las corrientes de fuga, el ruido y las recomendaciones del componente conectado.

¿Se puede usar con Arduino?

Sí, para adaptar señales a una entrada dentro de su rango permitido. Hay que comprobar la tensión máxima de la placa, la impedancia y adquisición del ADC, compartir masa y añadir la protección necesaria frente a fallos o transitorios.

¿Puedo alimentar un sensor con un divisor de tensión?

No es recomendable. La tensión cambiaría con el consumo del sensor y las resistencias disiparían energía. Para alimentar una carga debe utilizarse una fuente o un regulador adecuado.

¿Cómo calculo R2 para una salida determinada?

Si ya has elegido R1, utiliza R2 = R1 × Vout / (Vin − Vout). La fórmula requiere que Vout sea mayor que 0 y menor que Vin.

¿Cuánta corriente consume el divisor?

Sin carga, la corriente es I = Vin / (R1 + R2). Esa corriente circula continuamente mientras la tensión de entrada permanezca aplicada.

¿Qué potencia deben soportar las resistencias?

Calcula PR1 = I² × R1 y PR2 = I² × R2 usando el peor valor de Vin. Selecciona una potencia nominal superior y comprueba también la tensión máxima permitida por cada resistencia.

¿Por qué mido un voltaje distinto al calculado?

Las causas habituales son la carga conectada, la impedancia del instrumento o ADC, la tolerancia y temperatura de las resistencias, las corrientes de fuga, el ruido o una Vin diferente de la prevista.

⚠️ Nota importante

La calculadora muestra el resultado ideal sin carga. En el circuito real deben comprobarse la impedancia de entrada, la corriente, la potencia y tensión nominal de las resistencias, sus tolerancias y el peor valor posible de Vin.

No utilices un divisor resistivo como fuente regulada, como aislamiento ni como única protección frente a tensiones peligrosas. En aplicaciones de seguridad o conectadas a alta tensión se requiere un diseño específico y la revisión de un profesional cualificado.

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