Utilice esta herramienta para calcular el voltaje de salida de un circuito divisor de resistencia para un conjunto específico de valores de resistencia y voltaje de fuente.
Salida de voltaje: –
Salida de voltaje: –
Fuente de alimentación:
Potencia entregada a la carga:
Potencia total recibida por la carga:
¿Cómo usarlo?
Para usar la calculadora, simplemente ingrese los valores del voltaje y la resistencia de la fuente, y la calculadora calculará el voltaje de salida del circuito divisor.
Tenga en cuenta que el voltaje de salida en los circuitos reales puede variar debido a la resistencia de carga (a la que está conectado el voltaje de salida). Entonces, para encontrar el voltaje de salida bajo carga, simplemente seleccione la opción «Bajo carga» e ingrese la resistencia de carga.
Cómo calcular el voltaje de salida de un circuito divisor
Un divisor de voltaje es uno de los circuitos más básicos en electrónica. El objetivo principal de este circuito es reducir el voltaje de entrada a un valor más bajo.
Consta de dos resistencias conectadas en serie a través de una fuente de voltaje de entrada (Vin). El voltaje de salida (Vout) se toma a través de una de las resistencias y es una fracción del voltaje de entrada. La rotura depende de la relación de las resistencias.
Denotemos la resistencia más cercana al voltaje de entrada (Vin) como R1 y la resistencia más cercana a tierra como R2. La caída de voltaje en R2 es nuestro voltaje reducido.
Un circuito divisor de voltaje simple se ve así:
La ecuación del divisor de voltaje supone que conoces tres valores del circuito anterior: el voltaje de entrada (Vin) y los valores de ambas resistencias (R1 y R2). Dados estos valores, podemos usar esta ecuación para calcular el voltaje de salida (Vout):
Dónde:
Vout es el voltaje de salida. Este es el voltaje reducido.
Vin es el voltaje de entrada.
R1 y R2 son los valores de resistencia.
La relación R2/(R1+R2) determina el factor de escala.
Así es como se deriva la ecuación del divisor de voltaje.
La ecuación del divisor de voltaje relaciona el voltaje de salida con los valores de voltaje y resistencia de entrada. Se puede derivar utilizando la ley de Ohm y la ley de voltaje de Kirchhoff.
Sabemos que la corriente (I) que fluye por ambas resistencias es igual. Entonces si aplicamos la ley de Ohm a cualquier resistencia obtenemos:
Si resolvemos I para Vin y R1 y R2, obtenemos:
Sustituyendo I por Vout en la ecuación obtenemos:
Ejemplo
Consideremos un ejemplo: Supongamos que tenemos un circuito divisor de voltaje con R1 = 4 kΩ y R2 = 8 kΩ y el voltaje de entrada Vin = 12 V.
Usando la ecuación del divisor de voltaje, podemos calcular el voltaje de salida Vout de la siguiente manera:
Sustituyendo los valores obtenemos:
Simplificado obtenemos:
Entonces el voltaje de salida es de 8V.
Cómo calcular el voltaje de salida de un circuito divisor con carga
La ecuación del divisor de voltaje anterior supone que no fluye corriente desde el nodo de salida, es decir, que no hay ninguna carga conectada a él. En realidad, sin embargo, puede haber una carga conectada al nodo de salida que está extrayendo algo de energía del mismo. Esto afecta la corriente que fluye a través de las resistencias y por lo tanto el voltaje de salida.
El voltaje de salida bajo carga es menor que el voltaje de salida sin carga. Para encontrar el voltaje de salida bajo carga, debemos considerar la resistencia de carga como parte del circuito divisor de voltaje.
El circuito modificado se ve así:
Para encontrar el voltaje de salida bajo carga, podemos usar la ecuación del divisor de voltaje anterior, reemplazando R2 con R2∣∣RL.
Dónde:
R2∣∣RL es la resistencia equivalente de R2 y RL en paralelo.
Ejemplo
Usando el ejemplo del circuito anterior, asumimos que se conectó una carga con una resistencia RL=6k.
Primero, encontremos la resistencia equivalente de R2 y RL en paralelo.
Sustituyendo los valores obtenemos:
Con este valor ahora podemos calcular el voltaje de salida Vout de la siguiente manera:
Sustituyendo los valores obtenemos:
Entonces, el voltaje de salida bajo carga es 5,54 V, que es menor que el voltaje de salida sin carga (8 V).