Caso práctico: Divisor de tensión con dos resistores

Objetivo

• Construir un divisor de tensión con dos resistores.
• Medir VIN, VOUT y verificar que VOUT = VIN · R2 / (R1 + R2).
• Relacionar las medidas con la ley de Ohm y la relación de resistencias.

Topología (resumen)

• Dos resistores en serie entre +9 V y GND.
• VOUT se toma en el nodo entre R1 (superior) y R2 (inferior).

Mediciones (resumen)

• VIN: tensión de entrada respecto a GND.
• VOUT: tensión del nodo intermedio respecto a GND.
• VR1 y VR2 (opcional): caídas de tensión en cada resistor para validar el reparto.

Materiales

• 1x Pila de 9 V con portapilas (o fuente DC regulada de 9 V)
• 1x Protoboard
• 1x Resistor R1 = 10 kΩ, 1/4 W
• 1x Resistor R2 = 10 kΩ, 1/4 W
• 1x Multímetro digital (DMM) con puntas de prueba
• 4x Cables de puente (macho-macho)
• (Opcional) Resistores extra: 4.7 kΩ, 22 kΩ para variar la relación

Guía de conexionado

• Coloca R1 entre el carril de +9 V y una fila libre de la protoboard (será el nodo intermedio).
• Coloca R2 entre esa misma fila (nodo intermedio) y el carril de GND.
• Conecta el positivo de la pila de 9 V al carril de +9 V y el negativo al carril de GND.
• Abreviaturas de medida usadas en el esquema:
• VIN: tensión de entrada, medida entre el nodo de +9 V y GND.
• VOUT: tensión de salida del divisor, medida entre el nodo intermedio y GND.
• GND: referencia de 0 V del circuito.
• Para medir con el DMM (en V DC):
• VIN: punta roja en el punto marcado VIN y punta negra en GND.
• VOUT: punta roja en el punto marcado VOUT y punta negra en GND.
• (Opcional) VR1: punta roja en VIN y punta negra en VOUT (caída en R1).
• (Opcional) VR2: punta roja en VOUT y punta negra en GND (caída en R2).

Esquemático

                 +9 V (fuente DC)
                      │
                      ├──● VIN
                      │
                     ┌┴┐
                     │ │
                     │ │
                     └┬┘    R1 = 10 kΩ (R1)
                      │
                      ├──● VOUT
                      │
                     ┌┴┐
                     │ │
                     │ │
                     └┬┘    R2 = 10 kΩ (R2)
                      │
                      ├──● GND
                      │
                     GND

Mediciones y pruebas

• Verificación básica:
  • Coloca el DMM en V DC.
  • Mide VIN (● VIN a ● GND). Debe ser ~9.0 V si usas una fuente de 9 V (con pila puede rondar 8.5–9.6 V).
  • Mide VOUT (● VOUT a ● GND). Con R1 = R2, espera ~VIN/2.
• Relación de división:
  • Calcula el valor teórico: VOUT_teo = VIN · R2 / (R1 + R2). Con R1 = R2 = 10 kΩ, VOUT_teo ≈ 0.5 · VIN.
  • Compara VOUT_medida con VOUT_teo. La diferencia debería ser pequeña (tolerancia típica de resistores ±1–5%).
• Caídas de tensión en cada resistor (opcional):
  • VR1: mide entre VIN (punta roja) y VOUT (punta negra). Debería ser ≈ VOUT (cuando R1 = R2).
  • VR2: mide entre VOUT (punta roja) y GND (punta negra). Debería ser ≈ VOUT (cuando R1 = R2).
• Corriente del divisor (sin ammeter, por cálculo):
  • I = VIN / (R1 + R2). Con VIN ≈ 9 V y R1 + R2 = 20 kΩ, I ≈ 0.45 mA.
  • Verifícalo también como I = VR1 / R1 = VR2 / R2 usando tus medidas de VR1 y VR2.
• Explora la influencia de la relación R2/R1 (opcional):
  • Sustituye R2 por 4.7 kΩ: VOUT ≈ VIN · 4.7 / (10 + 4.7) ≈ 0.32·VIN.
  • Sustituye R2 por 22 kΩ: VOUT ≈ VIN · 22 / (10 + 22) ≈ 0.69·VIN.

Errores comunes

• Conectar VOUT al carril equivocado de la protoboard (verifica que R1 y R2 comparten exactamente el mismo nodo intermedio).
• Medir respecto a un punto que no es GND: las medidas de VIN y VOUT deben referirse a GND.
• Usar el DMM en una escala/carácter incorrecto (AC en lugar de DC).
• Invertir valores de resistores pensando que no importa: la posición sí importa si buscas un VOUT concreto (R1 arriba, R2 abajo).

Seguridad y buenas prácticas

• Evita cortocircuitar +9 V a GND. Haz y revisa conexiones con la fuente desconectada.
• Usa resistores de 1/4 W o superiores; con los valores propuestos, la disipación es muy baja y segura.
• Si la pila está débil, VIN bajará y VOUT también; no es un fallo del divisor, es la fuente.

Extensiones y mejoras

• Añade una carga (por ejemplo, 10 kΩ desde VOUT a GND) y observa cómo VOUT cae por el efecto de la carga. Compara con el cálculo usando la resistencia equivalente de R2 || R_carga.
• Implementa un divisor para obtener un nivel de referencia específico (p. ej., 3.3 V desde 9 V) eligiendo la razón R2/(R1+R2) adecuada.

Más Casos Prácticos en Prometeo.blog

Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

Sígueme:

¿Quiénes somos?