Divisor de tensión

01 · Punto de partida

Dos resistores, una tensión a pedido

Necesitás 3 V y tenés 9 V: dos resistores en serie y el punto medio entrega exactamente la fracción diseñada. Sin reguladores, sin chips: el reparto proporcional del Tema 9 con nombre propio y con oficio de diseño.

Condición de este tema: sin carga (o con carga que casi no toma corriente). Con carga de verdad, el divisor se cae: eso lo mide el Tema 22.

• ¿Cuál es la fórmula y de dónde sale?
• ¿Cómo elijo R1 y R2 para un Vout dado?
• ¿Qué corriente debe circular por el divisor?
• ¿Para qué sirve y para qué no?

02 · Fórmula

Reparto con nombre

Es el Tema 9 aplicado: la caída en R2 sobre el total. Deducción en una línea: I = Vs/(R1+R2), Vout = I×R2.

Ojo con el orden: R2 es la de abajo (entre salida y GND). Invertirlas da el complemento (6 V en el ejemplo): el error más común del tema.

03 · Diseño

De Vout deseado al par comprable

1. 1
   Elegir la corriente del divisor.

   Regla: ~1 mA para referencias (consume poco, inmune al ruido básico). Más I = más estable ante carga futura, menos autonomía.

2. 2
   R2 = Vout / I.

   La de abajo fija la salida: 3,3 V / 1 mA = 3,3 kΩ (E12 exacto).

3. 3
   R1 = (Vs − Vout) / I.

   La de arriba absorbe el resto: 1,7 V / 1 mA = 1,7 kΩ → 1,8 kΩ E12.

4. 4
   Verificar real y potencias.

   Con E12: 5 × 3300/5100 ≈ 3,24 V (−2 %: aceptable). P: 1 mW y 2 mW: frías.

04 · Usos y límites

Para qué sirve (y para qué no)

¿LED con divisor?

No: el LED pide corriente fija, no tensión fraccionada. Su R serie se calcula directo (Tema 5). El divisor es para señales.

¿Potenciómetro?

Es un divisor ajustable mecánico (Tema 24): mismo cálculo con cursor móvil. Ideal para umbrales regulables.

¿Impedancia de salida?

R1 ∥ R2 vista desde Vout (≈ 1,16 kΩ en el ejemplo 5 V). Anticipa el Tema 22: cuanto menor, menos le afecta la carga.

¿Vout mayor que Vs?

Imposible con resistores: el divisor solo reparte. Para subir tensión hacen falta conversores (cursos 2+).

05 · Divisor en código

Calcular y diseñar divisores

Función directa y diseñador con E12:

def divisor(vs, r1, r2):
    i = vs / (r1 + r2)
    vout = vs * r2 / (r1 + r2)
    print(f"I={i*1000:.2f} mA Vout={vout:.2f} V P1={i*i*r1*1000:.0f}mW P2={i*i*r2*1000:.0f}mW")
    return vout


divisor(9, 2000, 1000)
divisor(5, 1800, 3300)

Probá divisor(12, 10000, 5000): ¿Vout? ¿I? ¿P total?

Diseñador con E12

Dado Vs, Vout e I, devuelve el par comprable y el error:

E12 = [10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82]

def e12_cercano(r):
    cands = [b * d for d in (1, 10, 100, 1000, 10000) for b in E12]
    return min(cands, key=lambda x: abs(x - r))


def disenar_divisor(vs, vout, i_mA=1.0):
    i = i_mA / 1000
    r2, r1 = vout / i, (vs - vout) / i
    R1, R2 = e12_cercano(r1), e12_cercano(r2)
    real = vs * R2 / (R1 + R2)
    print(f"Ideales {r1:.0f}/{r2:.0f} -> E12 {R1:.0f}/{R2:.0f} -> Vout real {real:.2f} V (error {(real-vout)/vout*100:+.1f}%)")


disenar_divisor(5, 3.3)
disenar_divisor(9, 3.0)

06 · Analogía programador

Sampling y defaults

1. 1
   Fracción = ratio.

   R2/(R1+R2) es un porcentaje fijo del total, como un split de tráfico 70/30.

2. 2
   I del divisor = costo fijo.

   El divisor consume siempre su corriente, como un sidecar: se dimensiona lo justo para no derrochar.

3. 3
   E12 = valores permitidos.

   Como un enum de configuración: el diseño ideal se mapea al valor válido más cercano.

07 · Exploración

Laboratorio: divisor en vivo

Fijá fuente y mové R1/R2: el laboratorio calcula Vout, fracción, corriente y potencias, y avisa si invertiste el orden.

Preguntas para explorar

1. Igualá R1 = R2. ¿Vout? ¿Y con R2 = 9 × R1?
2. Subí ambas ×10 (20k/10k). ¿Cambia Vout? ¿Y la corriente?
3. ¿Qué pasa si pedís Vout mayor que Vs con los sliders?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de divisor

Ejercicio 1: 3,3 V de 5 V

Diseñá con I = 1 mA: R1, R2 ideales y E12, Vout real y error. Verificá con disenar_divisor(5, 3.3).

Ejercicio 2: mitad de 12 V

Querés 6 V de 12 V con I ≈ 2 mA. ¿Par E12? ¿P por resistor? Confirmá con divisor().

Ejercicio 3: detectar el invertido

Alguien monta “divisor 9→3” pero mide 6 V en la salida. ¿Qué pasó? ¿Cómo lo confirmás sin desarmar?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Divisor ideal dominado. Ahora, la realidad con carga: en el próximo tema, el efecto de carga que voltea divisores ingenuos.