4.1. Divisores de tensión

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Suele ser frecuente en muchos circuitos, que algunos dispositivos funcionen con un valor de tensión inferior al de alimentación o entrada, en ese caso, y si no queremos que el dispositivo se estropee o vea limitadas sus horas de funcionamiento, hay que aplicar una tensión inferior al mismo. Como tenemos el impedimento de no poder reducir la tensión de alimentación del circuito, tenemos que recurrir a los divisores de tensión.

Básicamente, un divisor de tensión resistivo no es más que un par de resistencias puestas en serie, de forma que la primera provoca una caída de tensión y por lo tanto, la tensión de salida se verá reducida.


Divisor de tensión resistivo

Imagen 3: Divisor de tensión resistivo.
Fuente: Elaboración propia.

Para el caso que muestra la imagen 3, la resistencia R1 provocará una caída de tensión V1, de forma que el dispositivo conectado a la salida, tendrá una tensión Vs=Ve-V1

Aplicando la ley de Ohm al circuito tendremos:

 

 

 

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Es posible que hayas montado alguna vez un diodo led en un circuito; si es así, sabrás que la tensión de alimentación de estos diodos es de apenas 2 V y que consumen alrededor de 15 mA. Si el circuito en el que montamos el diodo es alimentado con 6 V, ¿qué valor tendrá la resistencia que debemos montar en serie con el diodo?

Alimentación de un diodo LED

Imagen 4: Alimentación de un diodo LED.
Fuente: Elaboración propia.

Para evitar que nuestro diodo se cortocircuite, debemos colocar una resistencia que provoque una caída de tensión de 4 V, pues los 2 V restantes estarán aplicados al diodo. Además sabemos, que esa resistencia que debemos colocar, será recorrida por una intensidad de 15 mA. Si aplicamos la ley de Ohm tendremos:


Este divisor de tensión suele utilizarse en circuitos de corriente continua, aunque podría utilizarse también con corriente alterna, siempre que se conectaran elementos resistivos puros. La utilidad de este montaje es reducida, pues sólo funciona correctamente cuando la carga a conectar tiene un consumo de corriente constante; si la carga aumentara su consumo, también lo haría la tensión a ella aplicada, por lo que su funcionamiento se vería alterado.

Existen otros métodos para estabilizar la tensión, independientemente del consumo de la carga, como por ejemplo usar un diodo zener como estabilizador de tensión.

Regulación de tensión con diodo Zener

Imagen 5: Circuito con regulación de tensión por diodo Zener.
Fuente: Elaboración propia.

En el circuito de la imagen 5 nos aparece el ya conocido diodo Zener. Como sabemos, este diodo soporta la tensión de avalancha para la que ha sido fabricado. Imaginemos que la resistencia R2 es el elemento que queremos alimentar con una tensión constante; si la tensión de alimentación Ve aumenta, el diodo Zener se hará conductor, impidiendo que la tensión aumente en la carga, de modo que ésta permanecerá constante durante todo el tiempo de funcionamiento.

Este tipo de dispositivos se utilizan frecuentemente en fuentes de alimentación y en generadores, tal es el caso de los alternadores de los automóviles.

Alternador de automóvil
Imagen 6: Alternador de automóvil.
Fuente: Wikipedia. Licencia Creative Commons.

Además del ya mencionado divisor de tensión resistivo, podemos conseguir el mismo efecto con un divisor de tensión capacitivo, en cuyo caso, y como ya imaginarás, utilizaremos dos condensadores.

Divisor de tensión capacitivo

Imagen 7: Divisor de tensión capacitivo.
Fuente: Elaboración propia.

Al igual que en el caso anterior, podemos obtener la tensión de salida en función de la de entrada y de las capacidades de ambos condensadores; basta con aplicar los conceptos de ley de Ohm y asociación de condensadores.