¿Cómo calculas el voltaje de salida de un circuito divisor de voltaje?

Explore cómo calcular el voltaje de salida en un circuito divisor de voltaje, incluyendo ejemplos prácticos y consideraciones adicionales.

Introducción al Circuito Divisor de Voltaje

El circuito divisor de voltaje es una herramienta fundamental en la electrónica que permite reducir un nivel de voltaje a otro nivel deseado. Es comúnmente utilizado en una amplia gama de aplicaciones, desde el ajuste de niveles de señal hasta la medición precisa de resistencias y otros parámetros eléctricos. En esta parte, exploraremos cómo se compone un circuito divisor de voltaje y cómo se puede calcular su voltaje de salida.

Composición del Circuito Divisor de Voltaje

Un circuito divisor de voltaje típico consta de dos resistencias conectadas en serie. Una fuente de voltaje se conecta a través de estas resistencias, y el voltaje de salida se toma a través de una de ellas. La figura a continuación ilustra la disposición básica:

1. Resistencia R₁: La primera resistencia en la conexión en serie.
2. Resistencia R₂: La segunda resistencia en la conexión en serie.
3. V_IN: El voltaje de entrada o voltaje aplicado al circuito.
4. V_OUT: El voltaje de salida o voltaje a través de la resistencia R₂.

Cálculo del Voltaje de Salida

Para calcular el voltaje de salida de un circuito divisor de voltaje, se utiliza la ley de Ohm junto con la regla de la corriente en circuitos en serie. La fórmula general para el voltaje de salida es:

V_OUT = V_IN * (R₂ / (R₁ + R₂))

Esta ecuación proporciona una manera sencilla de determinar el voltaje de salida en función de las resistencias y el voltaje de entrada. La relación entre las resistencias R₁ y R₂ determina la fracción del voltaje de entrada que se convierte en el voltaje de salida.

En la siguiente sección, discutiremos un ejemplo práctico y consideraciones adicionales que pueden afectar el rendimiento y la precisión de un circuito divisor de voltaje.

Ejemplo Práctico de un Circuito Divisor de Voltaje

Supongamos que queremos diseñar un circuito divisor de voltaje donde el voltaje de entrada es V_IN = 12V, y deseamos obtener un voltaje de salida de V_OUT = 6V. Podemos elegir una resistencia R₁ = 1kΩ y calcular la resistencia R₂ necesaria usando la fórmula:

R₂ = R₁ * (V_OUT / (V_IN – V_OUT)) = 1kΩ * (6V / 6V) = 1kΩ

Por lo tanto, utilizando dos resistencias de 1kΩ en serie, podemos obtener el voltaje de salida deseado de 6V.

Consideraciones Adicionales

• Tolerancia de Resistencias: La precisión de las resistencias utilizadas puede afectar el voltaje de salida. Las resistencias comerciales tienen tolerancias que deben tenerse en cuenta en aplicaciones críticas.
• Temperatura: La resistencia puede variar con la temperatura, lo que también puede influir en el voltaje de salida.
• Carga Conectada: Si se conecta una carga al voltaje de salida, su resistencia debe ser considerada en los cálculos, ya que puede cambiar el valor del voltaje de salida.

Conclusión

El circuito divisor de voltaje es una configuración esencial y versátil en la electrónica que permite dividir un voltaje de entrada en una fracción deseada. La comprensión de su funcionamiento y cálculo no solo es fundamental para los entusiastas de la electrónica sino también para los profesionales en la ingeniería y la tecnología.

Mediante la selección cuidadosa de las resistencias y la consideración de factores como la tolerancia y la temperatura, se puede diseñar un circuito divisor de voltaje para satisfacer una amplia variedad de requisitos y aplicaciones. Su simplicidad y eficacia lo convierten en una herramienta invaluable que sigue siendo relevante en la era moderna de la tecnología electrónica.