Circuit divisor de tensió

Un circuit divisor de tensió o potencial es fa servir habitualment en electrònica on s’ha de convertir una tensió d’entrada a una altra tensió inferior a l’original. Això és molt útil per a tots els circuits analògics on es requereixen tensions variables, per tant, és important entendre com funciona aquest circuit i com calcular els valors de les resistències necessàries per fer un circuit divisor de tensió per generar la tensió desitjada.

Material requerit

• Resistència (1k - 1 nos, 10k - 1 nos)
• Bateria- 9V
• Multímetre
• Connexió de cables
• Taula de pa

Esquema de connexions

Un circuit divisor de voltatge és un circuit molt senzill construït només per dues resistències (R1 i R2), tal com es mostra als diagrames de circuits. La tensió de sortida requerida (V _OUT) es pot obtenir a través de la resistència R2. Mitjançant aquestes dues resistències podem convertir una tensió d’entrada a qualsevol volta de sortida necessària.

NOTA: El voltatge de sortida (V _OUT) sempre és inferior al voltatge d’entrada (V _IN)

Fórmula del divisor de tensió

Suposem que, si el corrent (I) del cable de sortida és zero, la relació entre la tensió d’entrada (V _IN) i la tensió de sortida (V _out) es determina com:

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)…. (Equació del divisor de tensió)

On,

V _OUT = Voltatge de sortida

V _IN = Voltatge d'entrada

R ₁ = resistència superior

R ₂ = Resistència inferior

Prova de la fórmula del divisor potencial

Segons la llei d’Ohm, la tensió a través d’un conductor ideal és igual al corrent que hi circula.

Voltatge = Corrent * Resistència

V = IR

Ara, segons el diagrama del circuit

V _IN = I * (R ₁ + R ₂) I = V _IN / (R ₁ + R ₂)… equació (1) V _OUT = I * R ₂… equació (2)

En posar el valor de " I " de l'equació (1) a l'equació (2), tenim

V _OUT = (V _IN * R ₂) / (R ₁ + R ₂)

Coses a tenir en compte

• Si el valor de R1 és igual a R2, el valor de la tensió de sortida és la meitat del valor d’entrada.
• Si el valor de R1 és molt inferior a R2, el valor de la tensió de sortida serà aproximadament igual al voltatge d’entrada.
• Si el valor de R1 és molt superior a R2, el valor de la tensió de sortida serà aproximadament igual a zero.

Funcionament del circuit divisor de tensió

Segons l' exemple del diagrama del circuit divisor de tensió que hem utilitzat aquí, hem pres 9V ja que la tensió d'entrada i el valor de la resistència R ₁ i R ₂ són 1k i 10k respectivament. Pràcticament obtenim 8,16 V com a tensió de sortida com es mostra a la imatge anterior.

Provem teòricament, V _IN = 9V, R1 = 1 quilo d’ohms i R2 = 10 quilos d’ohms . Vout = (9 × 10000) / (1000 + 10000) Vout = (90000) / (11000) Vout = 8.1818V

Hi ha una diferència molt petita entre el valor pràctic i el teòric, ja que la bateria no subministra 9V exactes.

Un altre factor important a tenir en compte en seleccionar els valors de la resistència és la seva potència nominal (P). Un cop coneguts els valors de I (basats en la càrrega), V _IN, R ₁ i R ₂, afegiu R ₁ i R ₂ junts per obtenir R _TOTAL i utilitzeu la calculadora de la llei d’Ohms per esbrinar la potència (watts) requerida per les resistències. O simplement utilitzeu les fórmules P = VI per decidir la potència nominal de la vostra resistència. Si no es selecciona una potència adequada, la resistència es sobreescalfarà i també es pot cremar.

Calculador de divisor de tensió

Podeu utilitzar directament la calculadora del divisor de tensió a continuació per calcular qualsevol dels valors esmentats a les fórmules del divisor de tensió.

Aplicacions del circuit divisor de tensió

Els circuits divisors de tensió o de potencial es fan servir sovint en diversos projectes i aplicacions. A continuació es mostren alguns exemples de circuits on s’utilitza un concepte de divisor potencial:

• Voltímetre digital Arduino
• Mesura de la intensitat de llum
• Tutorial ADC de Raspberry Pi
• Arduino Ohm Meter
• Detector de foscor
• Llum d’emergència Raspberry Pi