¿Qué es División de voltaje?
La fórmula de división de voltaje en resistencias en serie, al igual que la fórmula de división de corriente en resistencias en paralelo, es muy importante en el análisis de circuitos. Cuando dos o más resistencias se conectan en serie, la corriente que circula por ellas es la misma. Ver el diagrama siguiente para un caso de 3 resistencias en serie.
La resistencia equivalente (Rs) de estas resistencias en serie se obtiene sumando los valores de todas las resistencias. Rs = R1 + R2 + R3 + … + Rn, donde “n” es el número de resistencias.
Una vez que se tenga la resistencia equivalente, se puede obtener la corriente con ayuda de la Ley de Ohm: I = V/Rs. En el gráfico inferior se puede ver el circuito original y el circuito equivalente.
Como en resistencias en serie la corriente es la misma en todas las resistencias, utilizando la ley de Ohm para cada resistencia se obtienen las siguientes fórmulas:
- I = Vin/Rs o
- I = V1/R1 o
- I = V2/R2 o
- I = V3/R3.
Obteniendo la fórmula de división de tensión.
Como la corriente I es la misma en las anteriores ecuaciones, estas se pueden igualar. Entonces: Vin/Rs = V1/R1. Suponiendo que el voltaje que se desea conocer es V1, se despeja este valor. V1 = Vin x R1 / Rs.
Los voltajes V2 y V3 se obtienen de igual manera, pero con el valor correspondiente de resistencia. (para V2 se cambia R1 por R2, para V3 se cambia R1 por R3).
Expresando la fórmula en palabras, la fórmula de división de voltaje dice:
V0ut = (Resistencia a través de la salida / resistencia total del circuito) x Voltaje aplicado (Vin). También podemos expresar la fórmula de la siguiente manera:
Vout = ( Rx/Rs)Vin, donde “x” es el número de la resistencia.
Ejemplo de cálculo de la división de voltaje
Si los valores de las resistencias son R1= 1 K, R2 = 2 K y R3 = 3 K, y el valor de la fuente Vin = 12 V, calcular:
El valor del voltaje en la resistencia R3.
- Vout = Vin x R3 / (R1+R2+R3)
- Vout = 12 V x 3 K / (1 K+2 K+3 K)
- Vout = 12 V x 3 K / 6 K =
- Vout = 12 V/2 = 6 V
Vout = V3 = la tensión en la resistencia R3 = 6 voltios
El valor del voltaje en la resistencia R2.
- Vout = Vin x R2 / (R1+R2+R3)
- Vout = 12 V x 2 K / (1 K+2 K+3 K)
- Vout = 12 V x 2 K / 6 K =
- Vout = 12 V/3 = 4 V
Vout = V2 = la tensión en la resistencia R2 = 4 voltios
El valor del voltaje en la resistencia R1.
- Vout = Vin x R1 / (R1+R2+R3)
- Vout = 12 V x 1 K / (1 K+2 K+3 K)
- Vout = 12 V x 1 K / 6 K =
- Vout = 12 V/6 = 2 V
Vout = V1 = la tensión en la resistencia R1 = 2 voltios
Para confirmar si nuestro cálculo son correctos, sumamos los voltajes en las resistencias y debe dar 12 V.
V1 + V2 + V3 = 2 V + 4 V + 6 V = 12 V
Nota: Los términos: voltaje y tensión se utilizan como sinónimos.
