Divisor de tensión: qué es, fórmula y cómo calcularlo

Un divisor de tensión son dos resistencias en serie que reparten la tensión de entrada: la salida, tomada entre las dos, vale Vout = Vin · R2 / (R1 + R2). Sirve para obtener una tensión menor a partir de otra mayor, por ejemplo para leer un sensor o medir una batería con un Arduino, pero solo funciona bien si lo que conectas a la salida consume muy poca corriente.

¿Qué es un divisor de tensión?

Es el circuito más sencillo para conseguir una tensión menor que la que tienes: dos resistencias en serie. Como van una detrás de otra, por las dos pasa la misma corriente, y la tensión de entrada se reparte entre ellas en proporción a su valor: la mayor se queda con la mayor parte.

La salida se toma en el punto intermedio, entre R1 (la de arriba, unida a la entrada) y R2 (la de abajo, unida a masa). Lo que mides ahí respecto a masa es justo la tensión que cae en R2. En la figura 1, una batería de 12 V con R1 = 10 kΩ y R2 = 4,7 kΩ: R2 se queda con unos 3,84 V, que es la salida, y R1 con los 8,16 V restantes.

Figura 1. Las dos resistencias reciben los 12 V y se los reparten: R2 se queda con unos 3,84 V, que es la tensión que sale por el punto medio.

La fórmula del divisor de tensión

Sale en dos pasos con la Ley de Ohm:

La corriente. R1 y R2 están en serie, así que la corriente es la tensión de entrada entre la resistencia total: I = Vin / (R1 + R2).
La salida. Esa misma corriente atraviesa R2, así que Vout = I · R2. Sustituyendo la corriente del paso 1:

Vout = Vin · R2 / (R1 + R2)

Con los valores de la figura 1: Vout = 12 · 4,7 / (10 + 4,7) ≈ 3,84 V. Para diseñar un divisor se usa al revés: eliges R2 y despejas R1 para la salida que quieres:

R1 = R2 · (Vin / Vout − 1)

Fíjate en que la fórmula solo depende del cociente entre las resistencias: lo que importa es la proporción entre R1 y R2, no sus valores absolutos. Dos de 1 kΩ dan la mitad de la tensión, igual que dos de 100 kΩ. Lo que cambia con la escala es la corriente que consume el divisor y lo bien que aguanta lo que le conectes, como verás enseguida.

Una forma sencilla de entenderlo: la escalera

A mí me ayudó imaginar la tensión como la altura de una escalera. Arriba están los 5 V y abajo, masa (0 V). Cada resistencia es un tramo de escalones, y cuanto mayor es, más altura «baja» en ella. La salida del divisor es el rellano entre los dos tramos: si el tramo de abajo es el doble de largo que el de arriba, el rellano está a dos tercios de la altura.

En la figura 2, con 1,8 kΩ arriba y 3,3 kΩ abajo, el tramo de abajo es casi el doble de largo, así que el rellano queda a unos 3,24 V de los 5 V.

Figura 2. La tensión como la altura de una escalera: R1 = 1,8 kΩ y R2 = 3,3 kΩ son dos tramos de 6 y 11 escalones, y el rellano entre ellos, a unos 3,24 V, es la salida del divisor.

El efecto de la carga (el error más común)

La fórmula del divisor supone que por la salida no sale corriente. En cuanto conectas algo (la carga, RL), esa carga queda en paralelo con R2. La resistencia de la parte de abajo baja, y con ella la tensión de salida.

En la figura 3, con 10 V y R1 = R2 = 10 kΩ, la salida vale 5 V mientras no hay nada conectado. Si conectas una carga de 10 kΩ, R2 ∥ RL = 5 kΩ y la salida cae a 10 · 5 / (10 + 5) ≈ 3,33 V: un tercio menos.

Figura 3. Con 10 V y R1 = R2 = 10 kΩ la salida vale 5 V, pero al conectar una carga de 10 kΩ queda en paralelo con R2, el conjunto baja a 5 kΩ y la salida cae a unos 3,33 V.

La regla práctica es la regla del 10: que la carga sea al menos 10 veces mayor que R2. Así el error nunca pasa del 10 %, y en un divisor a partes iguales como este se queda por debajo del 5 %: con RL = 100 kΩ, la salida vale ≈ 4,76 V (−4,8 %).

Por eso un divisor no sirve para alimentar cosas que consumen corriente, como motores, LED o módulos: su consumo es grande y cambia todo el rato, y la salida bajaría y variaría con él. Para alimentar se usa un regulador de tensión.

El potenciómetro: un divisor de tensión ajustable

Un potenciómetro tiene tres terminales: los dos extremos de una pista resistiva y un cursor que se desliza sobre ella. Si conectas un extremo a 5 V y el otro a masa, el cursor es el punto medio de un divisor que puedes mover: la parte de la pista que queda por encima hace de R1 y la de abajo, de R2. Al girar el mando cambia la proporción, y la salida recorre todo el margen de 0 a 5 V.

Es la forma más habitual de darle una entrada analógica a un Arduino: el cursor va a un pin analógico y analogRead() devuelve un número de 0 (con 0 V) a 1023 (con 5 V).

Figura 4. En un potenciómetro, el cursor divide la pista en R1 y R2. Al girar el mando cambia la proporción entre las dos y la salida recorre todo el margen de 0 a 5 V.

Calculadora de divisor de tensión

Introduce la tensión de entrada y las dos resistencias para ver la salida, la corriente y la potencia de cada resistencia, con el esquema dibujado con tus valores. Si añades la carga, verás cuánto baja la salida. En la segunda pestaña, escribe la tensión que quieres y te propone las mejores parejas de valores comerciales.

Calculadora de Divisor de Tensión

Calcula la tensión de salida de un divisor, con o sin carga, o diseña uno con resistencias comerciales.

Tensión de entrada (Vin)

R1 (la de arriba)

R2 (la de abajo)

Carga en la salida, RL (opcional)

Lo que conectas a la salida. Déjalo vacío si no hay nada.

Esquema de tu divisor: se redibuja al cambiar los valores. La barra de la izquierda marca dónde queda la salida entre 0 V y Vin.

Tensión de salida sin carga

3,84 V

Vout = Vin · R2 / (R1 + R2): el 32 % de la tensión de entrada.

Corriente por el divisor (I = Vin / (R1 + R2)): 816 µA
Resistencia vista desde la salida (R1 ∥ R2): 3,20 kΩ
Potencia en R1: 6,66 mW
Potencia en R2: 3,13 mW

Ejemplos resueltos

1. Medir una batería de 12 V con Arduino. Las entradas analógicas de un Arduino aguantan como máximo 5 V, así que no puedes conectar la batería directamente. Con R1 = 10 kΩ y R2 = 4,7 kΩ: Vout = 12 · 4,7 / 14,7 ≈ 3,84 V, por debajo de 5 V con margen. El divisor consume I = 12 / 14 700 ≈ 0,82 mA. En el programa, para recuperar la tensión real basta con multiplicar la lectura por (R1 + R2) / R2 = 14,7 / 4,7 ≈ 3,13. Es el circuito de la figura 1.

2. Bajar de 5 V a unos 3,3 V con valores comerciales. Con R2 = 3,3 kΩ, la fórmula inversa pide R1 = 3,3 · (5 / 3,3 − 1) = 1,7 kΩ, que no existe en la serie E12. El valor más cercano es 1,8 kΩ: Vout = 5 · 3,3 / 5,1 ≈ 3,24 V (−2 %), con una corriente de 5 / 5100 ≈ 0,98 mA. Sirve para adaptar señales de entrada lentas, como la salida de 5 V de un sensor hacia un pin de 3,3 V, pero no para alimentar nada. Son los valores de la figura 2.

3. El efecto de la carga. Con 10 V y R1 = R2 = 10 kΩ, la salida sin carga es de 5 V. Con una carga de 10 kΩ, R2 ∥ RL = 5 kΩ y la salida baja a ≈ 3,33 V. Con una carga de 100 kΩ, diez veces mayor que R2, R2 ∥ RL ≈ 9,09 kΩ y la salida se queda en ≈ 4,76 V, solo un 4,8 % por debajo. Lo tienes dibujado en la figura 3.

Errores comunes con el divisor de tensión

Usarlo para alimentar una carga. Un motor, un LED, un módulo o un microcontrolador consumen demasiada corriente, y además variable: la salida se hunde. Para alimentar, usa un regulador.
Olvidar la resistencia de carga al calcular. La fórmula solo vale con la salida al aire. Si conectas algo, cuenta su resistencia en paralelo con R2.
Resistencias demasiado pequeñas. Dos de 100 Ω a 12 V consumen 60 mA y cada una disipa 0,36 W, más de lo que aguanta una de ¼ W. Es consumo y calor para nada.
Resistencias demasiado grandes. Con valores de megaohmios, la salida se vuelve sensible al ruido y a cualquier carga, incluida la entrada del ADC. En un Arduino, procura que la resistencia equivalente (R1 ∥ R2) no pase de unos 10 kΩ.
Redondear al valor comercial en el sentido equivocado. Si la salida no debe superar un límite, como los 5 V de una entrada de Arduino, el redondeo tiene que dejarla por debajo, no por encima. Lo ves en el ejercicio del final.
No comprobar la potencia con tensiones altas. Con 48 V y dos resistencias de 1 kΩ, cada una disipa unos 0,58 W. Calcula P = I² · R en cada resistencia antes de elegirlas.

Dónde se usa en la vida real

El uso más habitual es leer sensores resistivos como una LDR o un termistor NTC: el sensor es una de las dos resistencias del divisor, y cuando cambia la luz o la temperatura cambia su valor y, con él, la tensión de salida, que lee un microcontrolador. También se usa para medir la tensión de una batería con un microcontrolador, como en el ejemplo 1, y para adaptar señales de 5 V a 3,3 V.

Los potenciómetros están por todas partes: en el mando de volumen de un amplificador o en los joysticks, donde cada eje es un potenciómetro. Y en los circuitos con transistores amplificadores, un divisor fija la tensión de la base para que el transistor trabaje en el punto adecuado: es lo que se llama polarización.

Preguntas frecuentes sobre el divisor de tensión

¿Puedo alimentar un circuito con un divisor de tensión?

No es recomendable: en cuanto el circuito consume corriente, la tensión de salida cae y varía con el consumo. Para alimentar se usa un regulador de tensión.

¿Qué valores de resistencias elijo para un divisor?

Primero calcula la proporción con la fórmula y después escala los valores: entre 1 kΩ y 100 kΩ suele ir bien. Si vas a leer la salida con un Arduino, procura que la resistencia equivalente no supere unos 10 kΩ.

¿Por qué baja la tensión al conectar algo a la salida?

Porque lo que conectas queda en paralelo con R2 y reduce su valor efectivo. Si la carga es al menos 10 veces mayor que R2, el efecto es pequeño.

Ejercicio 1

Quieres leer con un Arduino (máximo 5 V en sus entradas) una tensión que puede llegar a 24 V. Usas R2 = 10 kΩ. Calcula R1 y elige su valor comercial E12. ¿Hacia dónde debes redondear y por qué?

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