Se dice, de forma general, que un circuito es un divisor de tensión cuando dicho circuito está formado por varias resistencias o impedancias conectadas en serie.
Se puede demostrar, que la tensión total aplicada al conjunto de resistencias en serie, se divide entre ellas de forma directamente proporcional al valor de sus resistencias, o impedancias en el caso de un circuito de corriente alterna.
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¿Qué es un divisor de tensión?
Si tomamos como ejemplo el circuito de la figura:
La tensión del generador es:
V1 = VR1 + VR2 + VR3
Es decir, la tensión se divide entre las tres resistencias, tal y como había comentado anteriormente. El circuito de la figura es un ejemplo de divisor de tensión.
Fórmula del divisor de tensión
Para calcular cualquiera de las tensiones que soportan las resistencias es muy útil aplicar la regla del divisor de tensión. Por ejemplo, para hallar el valor de la diferencia de potencial en la resistencia R2 se podría calcular así:
VR2 = V1 * (R2 / R1 + R2 + R3)
Aplicando la regla del divisor de tensión, obtenemos directamente el valor de la tensión en dicha resistencia. De esta forma, no es necesario calcular previamente el valor de la corriente que circula por la resistencia.
En este ejemplo, hay tres resistencias, pero la regla del divisor de tensión se puede aplicar independientemente del número de resistencias que existan en el circuito.
Veamos algunos ejercicios resueltos sobre el divisor, primeramente en circuitos de corriente continua, y posteriormente, en circuitos de corriente alterna.
Ejercicio del divisor de tensión en corriente continua
Calcular en el circuito de la figura, la tensión que soportan las resistencias R1 y R4.
Solución al ejercicio
Tenemos un circuito formado por cuatro resistencias conectadas en serie. Por lo tanto, es posible hallar la tensión que soporta cada una de las resistencias sin necesidad de calcular previamente la corriente que circula por las mismas, aplicando el divisor de tensión.
La tensión en la resistencia R1 es:
VR1 = V1 * (R1 / R1 + R2 +R3 +R4) = 100 * (10 / 10 + 20 + 30 + 50) = 9,09 V
De la misma forma, calculamos la tensión que soporta la resistencia R4:
VR4 = V1 * (R4 / R1 + R2 +R3 +R4) = 100 * (30 / 10 + 20 + 50 + 30) = 27,27 V
Evidentemente, la regla del divisor de tensión permite calcular esas tensiones de una manera rápida y sencilla. No es necesario calcular previamente la corriente del circuito y luego aplicar la ley de Ohm en la resistencia en la que se necesita hallar la tensión.
Ejercicio del divisor de tensión en corriente alterna
Dado el circuito de la figura, calcular la tensión que soportan cada una de las impedancias, aplicando la regla del divisor de tensión.
Solución al ejercicio de corriente alterna
En este caso, tenemos un circuito de corriente alterna. Os recuerdo que en este otro articulo, podéis ver las explicaciones básicas de un circuito de corriente alterna.
Vamos a calcular las tensiones en cada una de las impedancias, mediante la regla del divisor de tensión.
Primeramente en la resistencia:
VR1 = V1 * (R1 / R1 + XL1 – XC1)
VR1 = 50∟30º * (25 / 25 + 50j – 10J) = 26,5 ∟-28º V
A continuación, hallamos la tensión que soporta la bobina:
VL1 = V1 * (XL1 / R1 + XL1 – XC1)
VL1 = 50∟30º * (50j / 25 + 50j – 10J) = 53∟62º V
Por último, calculamos el valor de la tensión que soporta el condensador:
VC1 = V1 * (XC1 / R1 + XL1 – XC1)
VC1 = 50∟30º * (-10j / 25 + 50j – 10J) = 10,6∟-118º V
Se puede comprobar fácilmente que la suma de las tres caídas de tensión es igual a la tensión que aporta el generador.
V1 = VR1 + VL1 + VC1
V1 = 26,5 ∟-28º + 53∟62º + 10,6∟-118º = 50∟30º V
Videos con ejercicios resueltos
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En este vídeo, puedes ver resueltos varios ejemplos de un divisor de tensión, tanto en corriente continua como en corriente alterna.
