Calculadora de divisor de voltaje (resistivo) online: Vout, R1/R2 y corriente

Calculadora para divisor resistivo online: calcula Vout, R1, R2 y corriente con precisión sencilla rápida.

Explica fórmulas, variables, ejemplos reales y normativa para diseño seguro y mediciones verificables precisas avanzadas.

Resistive Voltage Divider Calculator – Output Voltage, Divider Current and Power

Input voltage Vin (V)

Top resistor R1 (Ω)

Bottom resistor R2 (Ω)

Advanced options

Load resistance RL (Ω, optional) 100 kΩ) causes negligible loading; low RL significantly reduces Vout." >

Power rating of R1 (W, optional)

Power rating of R2 (W, optional)

You may upload a nameplate or schematic photo so that AI can suggest typical values for Vin, R1, R2 and RL.

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Enter Vin, R1 and R2 to obtain Vout, currents and power dissipation.

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Formulas used (SI units)

• Ideal unloaded output voltage: Vout_ideal = Vin × R2 / (R1 + R2) [V]
• Divider resistance (no load): Rdiv = R1 + R2 [Ω]
• Divider current (no load): I_div = Vin / (R1 + R2) [A]
• With load RL from Vout to ground: R2_eq = (R2 × RL) / (R2 + RL) [Ω] (parallel of R2 and RL)
• Input current with load: I_in = Vin / (R1 + R2_eq) [A]
• Loaded output voltage: Vout_loaded = Vin × R2_eq / (R1 + R2_eq) [V]
• Currents: I_R1 = I_in [A]; I_R2 = Vout_loaded / R2 [A]; I_RL = Vout_loaded / RL [A]
• Power dissipated in each resistor: P_R1 = I_R1² × R1 [W]; P_R2 = I_R2² × R2 [W]; P_RL = Vout_loaded² / RL [W]
• Total power drawn from the source: P_total = Vin × I_in [W]

Application	Vin (V)	Vout (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	Divider current (mA)
Logic level: 5 V to 3.3 V	5	3.3	3.3	6.8	0.49
Industrial: 24 V to 10 V	24	10	33	22	0.44
Battery monitoring: 12 V to 2 V	12	2	470	100	0.02

Technical FAQs – Resistive Voltage Divider

Does the load resistance RL significantly affect the output voltage Vout?

Yes. If RL is not much larger than R2, the effective lower resistance decreases, the division ratio changes and Vout drops below the ideal value. As a rule of thumb, choose RL at least 10 times higher than R2 for minimal loading.

How should I choose R1 and R2 for a given Vin and Vout?

Select the ratio R2 / (R1 + R2) = Vout / Vin, then scale both resistances to obtain a suitable current. For low power dissipation, keep the divider current in the range of a few tens to a few hundreds of microamperes for sensing applications.

What power rating do I need for the resistors?

Use the calculated P_R1 and P_R2 from this calculator and apply a safety factor (commonly at least ×2). If P_R1 is 0.1 W, a 0.25 W resistor is usually adequate for continuous operation.

Can I use this calculator for AC voltages?

Yes, for low-frequency AC where R1 and R2 can be treated as pure resistances and reactive effects are negligible. The RMS value of Vin should be used, and the power results are then RMS-based.

Principios fundamentales del divisor de voltaje resistivo

Un divisor de voltaje resistivo es una red pasiva de dos resistencias en serie que reduce un voltaje de entrada Vin para obtener un voltaje de salida Vout. Es la topología más básica para generar tensiones de referencia, adaptar niveles de señal a entradas ADC y muestrear tensiones para circuitos de control.

Topología y comportamiento DC

La topología estándar consta de R1 conectada a Vin, R2 conectada a masa, y Vout tomado en el nodo entre R1 y R2. Bajo condiciones estacionarias (corriente continua) el comportamiento viene determinado por la ley de Ohm y la división de potencial entre las resistencias.

Fórmulas fundamentales y explicación de variables

Presentamos las fórmulas esenciales usando únicamente notación texto HTML y explicamos cada variable con valores típicos de diseño.

Fórmula básica de división de voltaje:

Corriente total que circula por la cadena:

Relación para calcular R2 dado Vout y R1:

Relación para calcular R1 dado Vout y R2:

Potencia disipada en cada resistor:

Definición de variables y valores típicos

• Vin: tensión de alimentación o señal de entrada. Valores típicos: 3.3 V, 5 V, 12 V, 24 V.
• Vout: tensión deseada en el nodo intermedio. Valores típicos: 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V, 4.096 V.
• R1, R2: resistencias del divisor (ohmios). Selección típica: desde kilohmios (1 kΩ) hasta megaohmios (1 MΩ) según impedancia requerida.
• I: corriente que circula por R1+R2 desde Vin a masa. Valor de diseño crítico para potencia y carga del suministro.
• P_R1, P_R2: potencia eléctrica disipada en cada resistencia; dimensionar resistencias a poder nominal (por ejemplo 1/4 W, 1/2 W, 1 W) con margen.

Consideraciones de diseño prácticas y criterios de selección

Un diseño correcto del divisor debe equilibrar precisión, impedancia de salida, ruido y consumo. A continuación las consideraciones más relevantes.

Impedancia de salida y carga

El nodo Vout tiene impedancia equivalente a Rth = R1 // R2 = (R1 * R2) / (R1 + R2). Si el circuito siguiente (por ejemplo un ADC o un amplificador) presenta una resistencia de entrada Rload comparable o menor que Rth, el Vout será afectado por carga y la tensión real será diferente a la calculada. Regla práctica: diseñar Rth al menos 10 veces menor que Rload para mantener error < 10% del divisor; para mayor precisión usar factor 100.

Consumo y potencia disipada

Corriente del divisor I = Vin/(R1 + R2) determina consumo en reposo. Para dispositivos alimentados por baterías, elegir resistencias altas reduce consumo pero aumenta impedancia de salida y sensibilidad al ruido. Calcular potencia en cada resistor y seleccionar potencia nominal con margen (ej. factor 2).

Tolerancias y precisión

La tolerancia de las resistencias (1%, 0.1%, 5%) y la temperatura (coeficiente TCR) afectan Vout. Para aplicaciones de referencia o medición, use resistencias de precisión (0.1% o mejores) con bajo TCR (10 ppm/°C a 50 ppm/°C).

Error por carga y por tolerancia

• Error por carga: Vout_loaded = Vin * (R2 // Rload) / (R1 + (R2 // Rload)).
• Error por tolerancia: usar análisis worst-case combinando tolerancias de R1 y R2 mediante propagación de incertidumbre.

Tablas de referencia: valores de resistores y escenarios comunes

Impacto de carga y soluciones prácticas

Si Vout alimenta una carga Rload, la ecuación efectiva cambia:

Opciones para mitigar errores por carga

1. Reducir Rth (usar resistencias más pequeñas) para minimizar el efecto de Rload, a costa de mayor consumo.
2. Intercalar un búfer de alta impedancia (amplificador operacional en seguidor de voltaje) para mantener la independencia entre divisor y carga.
3. Usar un divisor y un amplificador con fuente de referencia si se requiere alta precisión o baja deriva térmica.

Ejemplos reales con desarrollo completo

Ejemplo 1: Generar 2.5 V desde 5 V para referencia ADC con Rth bajo

Planteamiento: Vin = 5 V, Vout deseado = 2.5 V. Se requiere que Rth ≤ 1 kΩ para bajar impedancia de salida (por ejemplo Rth ≈ 500 Ω). Se dispone de resistores comerciales E12 y potencia máxima por resistor de 0.25 W.

1) Selección inicial: por simetría, si Vout = Vin/2, entonces R1 = R2. Para Rth = R1 // R2 = R1/2 = 500 Ω → R1 = 1 kΩ. Elegimos resistores de 1 kΩ (E12).

2) Verificación de fórmulas:

Vout = Vin * R2 / (R1 + R2) = 5 * 1000 / (1000 + 1000) = 5 * 1000 / 2000 = 2.5 V

Corriente total I = Vin / (R1 + R2) = 5 V / 2000 Ω = 0.0025 A = 2.5 mA

Verificación de margen: resistores de 1/4 W (0.25 W) son suficientes, ya que 6.25 mW << 250 mW.

3) Efecto de tolerancia: con resistores de 1% la diferencia máxima en Vout es pequeña. Si se requiere mejor precisión, usar resistencias de 0.1%.

Resumen solución:

• R1 = 1 kΩ (1%), R2 = 1 kΩ (1%).
• Vout = 2.5 V ± tolerancia resistiva.
• I = 2.5 mA, P por resistor ≈ 6.25 mW.

Ejemplo 2: Medición de batería 12 V con ADC de 3.3 V (Vref = 3.3 V)

Planteamiento: Se desea medir batería hasta 12 V usando un ADC con entrada máxima 3.3 V. Objetivo: Vout máximo = 3.3 V cuando Vin_max = 12 V. Se elige corriente del divisor baja, ≈ 200 μA para ahorrar energía. Resistores E12 preferibles y potencia nominal 0.125 W o 0.25 W.

1) Relación necesaria:

2) Selección de corrientes: queremos I ≈ 200 μA = 0.0002 A cuando Vin = 12 V. Entonces R_total = Vin / I = 12 / 0.0002 = 60 kΩ (aprox).

R1 ≈ 2.63636 * 16511 ≈ 43.5 kΩ

4) Elegir valores comerciales (E12): R2 ≈ 16 kΩ o 18 kΩ, R1 ≈ 43 kΩ o 39 kΩ dependiendo tolerancia aceptada. Seleccionemos R2 = 16 kΩ y R1 = 43 kΩ.

5) Verificación exacta con valores seleccionados:

Esto es ligeramente por debajo de 3.3 V; error relativo ≈ (3.3 - 3.2542)/3.3 ≈ 1.4% sobre el rango máximo, aceptable para muchas aplicaciones. Si se requiere más exactitud, usar resistores de precisión o ajustar a R2 = 18k y R1 = 43k:

R_total = 61k → Vout = 12 * 18k / 61k = 12 * 0.295082 ≈ 3.54098 V (excede 3.3 V → no válido)

Mejor ajuste sería usar R2 = 16.5k y R1 = 43k (16.5k no E12). Para precisión, usar resistencias de 1% o 0.1% con valores discretos en serie/paralelo para afinar.

6) Potencia en resistores:

Resumen solución:

• R1 = 43 kΩ, R2 = 16 kΩ (E12) → Vout_max ≈ 3.254 V. Corriente ≈ 203 μA.
• Potencias bajas; resistores 1/8 W o 1/4 W son suficientes.
• Si necesita precisión absoluta al ADC, añadir calibración software o usar resistencias de precisión.

Análisis avanzado: ruido, temperatura y tolerancias

El divisor introduce ruido térmico (ruido Johnson) y variaciones por coeficiente térmico (TCR). En aplicaciones de baja señal o referencia, estas fuentes de error son críticas.

Ruido térmico (Johnson-Nyquist)

Voltaje RMS de ruido en resistencia R en ancho de banda B: Vn_rms = sqrt(4 * k * T * R * B)

donde k = constante de Boltzmann ≈ 1.380649e-23 J/K, T ≈ 293 K ambiente, R en ohmios, B en Hz.

Conclusión práctica: resistencias altas aumentan ruido RMS. Para señales sensibles, preferir resistencias más bajas o filtrado activo.

Deriva térmica y TCR

Errores por temperatura se calculan mediante TCR (ppm/°C). Cambio porcentual ≈ TCR(ppm/°C) * ΔT / 1e6. Para ΔT significativas y TCR altos, la deriva puede ser mayor que tolerancia nominal.

Implementación de una calculadora online: parámetros y validaciones

Una calculadora online práctica debe permitir entradas: Vin, Vout deseado, elección de corriente objetivo o R_total, tolerancia y TCR deseados, selección de serie de resistencias (E12/E24) y opción de mostrar valores comerciales próximos. También debe validar condiciones imposibles (Vout ≥ Vin, Vin ≈ 0).

Algoritmo básico

1. Validar entradas: Vin > 0, 0 ≤ Vout < Vin.
2. Si usuario define R_total, calcular R2 y R1 según relaciones algebraicas.
3. Si usuario define R1 preferido, calcular R2 = (Vout * R1)/(Vin - Vout).
4. Si usuario selecciona serie comercial, redondear a valor estándar más cercano y recalcular Vout real.
5. Calcular I, potencia en R1 y R2, impedancia de salida Rth y error por carga si Rload especificado.
6. Mostrar advertencias: potencia excedida, error por carga, ruido por alta impedancia, necesidad de buffer.

Referencias normativas y material de autoridad

Para diseño, medición y seguridad, se recomienda consultar normas y literatura técnica reconocida. Referencias útiles y enlaces de autoridad:

• Fundamentos y teoría del divisor de voltaje: Wikipedia — Voltage divider: https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider
• Tutorial técnico sobre divisores de resistencia: Electronics Tutorials: https://www.electronics-tutorials.ws/resistor/voltage-divider.html
• Aplicaciones y consideraciones prácticas: Analog Devices y artículos educativos: Biblioteca educativa Analog Devices
• Buenas prácticas de diseño y aplicación: Texas Instruments – aplicación y notas técnicas: https://www.ti.com
• Normas de seguridad para instrumentos de medida: IEC 61010 (seguridad de equipos eléctricos de medida, control y laboratorio): https://webstore.iec.ch/publication/3943
• Información sobre metrología y trazabilidad: National Institute of Standards and Technology (NIST): https://www.nist.gov

Buenas prácticas de documentación y pruebas

• Documentar tolerancias, temperatura ambiente de diseño y coeficientes TCR de resistencias usadas.
• Probar la salida Vout con la carga real conectada y con instrumentos calibrados.
• Si el divisor alimenta un ADC, medir el error total del sistema (incluyendo el ADC, referencia y ruidos).
• Implementar pruebas de estrés térmico si la aplicación trabaja en rangos de temperatura amplios.

Resumen operativo para selección rápida

1. Definir Vin y Vout.
2. Determinar si prioridad es baja impedancia (precisión y estabilidad) o bajo consumo (batería).
3. Elegir R_total acorde a la corriente objetivo (R_total = Vin/I_deseada).
4. Calcular R1 y R2 por relaciones matemáticas y seleccionar valores comerciales con tolerancia adecuada.
5. Verificar potencia, ruido, impacto de carga y deriva térmica; añadir buffer si procede.

Checklist antes de producción

• Comprobar que Vout < Vin siempre para evitar saturación.
• Verificar potencia: P_R = V^2 / R o I^2 * R según convenga.
• Confirmar impedancia de salida y compatibilidad con Rload.
• Considerar uso de resistencias de precisión para mediciones.

Lecturas recomendadas y enlaces adicionales

• Artículo sobre ruido térmico y su impacto en resistencias: consultores y documentación de fabricantes.
• Notas de aplicación de fabricantes de resistencias sobre TCR y estabilidad: Vishay, Yageo, Murata sitios oficiales.
• Foros técnicos y comunidades de ingeniería: All About Circuits, Electronics Stack Exchange para discusión y ejemplos prácticos.

Este documento ofrece la base técnica para implementar y verificar divisores resistivos en diseño electrónico, optimizando entre consumo, precisión y robustez. Para aplicaciones críticas en medición, combine diseño de hardware con calibración y uso de componentes de precisión.