Divisor de voltaje

Encuentra las dos resistencias que de verdad puedes comprar, o calcula qué sale de las que ya tienes, contando con la carga.

Escribe los valores como en un plano: 4.7k, 2k2, 10k.

Voltaje de entradaVVoltaje que quieroVSerie de resistenciasCuánto puede gastar el divisor

Carga conectada a VoutΩOpcional. La resistencia de entrada de lo que conectas (un ADC, un transistor, un LED con su resistencia…). Si la pones, se diseña contando con ella.

Pares que puedes comprar

R1	R2	Vout (sin carga)	Error	Peor caso ±5 %	Corriente
240 kΩ	91 kΩ	3.3 V	-0.0 %	3.07 V – 3.54 V	36.3 µA
180 kΩ	68 kΩ	3.29 V	-0.3 %	3.06 V – 3.53 V	48.4 µA
47 kΩ	18 kΩ	3.32 V	+0.7 %	3.09 V – 3.57 V	185 µA
200 kΩ	75 kΩ	3.27 V	-0.8 %	3.04 V – 3.52 V	43.6 µA
39 kΩ	15 kΩ	3.33 V	+1.0 %	3.1 V – 3.58 V	222 µA
150 kΩ	56 kΩ	3.26 V	-1.1 %	3.03 V – 3.51 V	58.3 µA

Rango de Vout si las dos resistencias se van al extremo de su ±5 %.

Cómo funciona y dónde se rompe

Dos resistencias en serie reparten el voltaje en proporción a su valor. La salida se toma en el punto medio:

V_{out} = V_{in}\,\frac{R_2}{R_1 + R_2}

Lo que importa es la razón entre R1 y R2, no sus valores absolutos: 1 kΩ y 2 kΩ dan la misma salida que 100 kΩ y 200 kΩ. Lo que cambia entre una pareja y otra es cuánta corriente gasta el divisor y qué tan bien aguanta una carga.

Por qué se hunde con carga

La fórmula supone que nada toma corriente de Vout. En cuanto conectas algo, su resistencia de entrada $R_L$ queda en paralelo con R2, y el divisor ya no es el que diseñaste:

V_{out} = V_{in}\,\frac{R_2 \parallel R_L}{R_1 + R_2 \parallel R_L} \qquad\text{con}\qquad R_2 \parallel R_L = \frac{R_2\,R_L}{R_2 + R_L}

Regla de banco: si la carga es al menos diez veces R2, la caída se queda por debajo del 10 %; si es cien veces, por debajo del 1 %. Un pin de ADC de un microcontrolador suele tener cientos de kΩ o más, así que un divisor con R2 de 10 kΩ lo alimenta sin problema. Un LED, un transistor o un relevador piden corriente de verdad: ahí el divisor no sirve como fuente.

Resistencias reales y tolerancia

Las resistencias se venden en series normalizadas. E12 (±10 %) son 12 valores por década: 1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2. E24 (±5 %) mete uno entre cada dos y es lo que hay en cualquier tienda. E96 (±1 %) es para cuando el voltaje tiene que ser exacto.

La tolerancia se nota en la salida. Con dos resistencias al ±5 % el peor caso mueve Vout alrededor de un ±5 % también, y con ±1 % se queda en ±1 %. Por eso el modo Diseñar muestra el rango de peor caso: si tu circuito no tolera ese rango, cambia de serie antes de cambiar de valores.

Cuánta corriente gastar

El divisor consume $I = V_{in} / (R_1 + R_2)$ todo el tiempo, haya o no carga. Resistencias grandes (cientos de kΩ) gastan microamperios, ideales para medir una batería; pero son más sensibles a la carga y al ruido. Resistencias chicas (unos kΩ) dan una salida más firme a cambio de miliamperios y de calentar las resistencias. La potencia que disipa cada una es $P = I^2 R$ ; una de 1/4 W aguanta de sobra casi siempre, y la calculadora te dice cuándo no.

El caso típico: medir una batería con un ADC

Una batería de 12 V y un ADC que admite 3.3 V. Pides 3.3 V de 12 V en la serie E24 con consumo bajo: salen pares como 270 kΩ y 100 kΩ, que dan 3.24 V y gastan 32 µA. Deja margen (que la salida quede un poco por debajo del máximo del ADC) porque la batería cargada sube a 12.6 V o más, y la tolerancia de las resistencias se suma.