Divisor de voltaje: fórmula, cómo calcular las resistencias y ejemplos resueltos
¿Necesitas bajar 12 V a 5 V para leerlos con un Arduino, pasar una señal de 5 V a 3,3 V para un ESP32 o simplemente entender ese ejercicio de clase con dos resistencias? Todo eso se resuelve con un divisor de voltaje: el circuito más sencillo de la electrónica y uno de los más útiles. En esta guía vas a ver la fórmula, cómo calcular las resistencias paso a paso, ejemplos resueltos, una tabla con valores comerciales y los errores que hacen que el voltaje "no dé" lo que calculaste.
Qué es un divisor de voltaje
Un divisor de voltaje (también llamado divisor de tensión) son dos resistencias conectadas en serie entre una fuente y tierra. El voltaje de la fuente se reparte entre las dos resistencias en proporción a su valor, y en el punto del medio obtienes un voltaje más pequeño que el de entrada. Es una aplicación directa de la Ley de Ohm y de lo que ya sabes de los circuitos en serie: por las dos resistencias pasa la misma corriente, así que la resistencia más grande "se queda" con más voltaje.
Se usa para leer voltajes altos con un microcontrolador, adaptar niveles lógicos, polarizar transistores, fijar el voltaje de referencia de un comparador y, con un potenciómetro, para obtener un voltaje variable (así funciona la perilla de volumen de muchos equipos).
Fórmula del divisor de voltaje
Si llamamos R1 a la resistencia de arriba (conectada a la entrada) y R2 a la de abajo (conectada a tierra), el voltaje de salida medido sobre R2 es:
Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)De dónde sale: la corriente que circula es I = Vin / (R1 + R2) y el voltaje sobre R2 es I × R2. Al juntar las dos expresiones llegas a la fórmula. Tres ideas para recordar:
- Si R1 = R2, la salida es exactamente la mitad de la entrada.
- La salida siempre es menor que la entrada; un divisor resistivo no puede subir el voltaje.
- Lo que importa es la proporción entre las resistencias, no su valor absoluto: 1 kΩ con 1 kΩ da lo mismo que 100 kΩ con 100 kΩ (pero cambia la corriente, como verás más abajo).
Cómo calcular las resistencias de un divisor de voltaje paso a paso
Casi siempre el problema es al revés: sabes qué voltaje tienes y qué voltaje quieres, y necesitas las resistencias. Sigue estos pasos:
- Define Vin y Vout. Por ejemplo, quieres pasar de 12 V a unos 5 V.
- Escoge R2. Un valor de 10 kΩ es un buen punto de partida para señales que van a un Arduino o a una entrada de alta impedancia.
- Calcula R1 con la fórmula despejada:
R1 = R2 × (Vin − Vout) / Vout R1 = 10 kΩ × (12 − 5) / 5 = 14 kΩ - Elige el valor comercial más cercano. 14 kΩ no se vende como valor estándar, así que usa 15 kΩ. Para identificarla en la tienda revisa el código de colores de resistencias (15 kΩ es marrón, verde, naranja).
- Recalcula el voltaje real:
12 × 10 / (15 + 10) = 4,8 V. Si nunca debes pasar de 5 V, es mejor quedarse un poco por debajo, como aquí. - Revisa la corriente y la potencia:
I = 12 V / 25 kΩ = 0,48 mA. La potencia en R1 es(7,2 V)² / 15 kΩ ≈ 3,5 mW, muy lejos de los 250 mW de una resistencia común de 1/4 W.
Ejemplos resueltos de divisor de voltaje
Ejemplo 1: la mitad de una batería de 9 V
Con R1 = R2 = 10 kΩ: Vout = 9 × 10 / (10 + 10) = 4,5 V. La corriente es 9 / 20 kΩ = 0,45 mA, así que la batería casi no se gasta.
Ejemplo 2: de 5 V a 3,3 V para un ESP32 o un módulo de 3,3 V
Muchos módulos (ESP32, ESP8266, algunos lectores de tarjetas SD) solo aceptan 3,3 V en sus entradas. Para bajar la señal TX de un Arduino de 5 V usa R1 = 1 kΩ y R2 = 2 kΩ: Vout = 5 × 2 / (1 + 2) ≈ 3,33 V. Si no tienes 2 kΩ, pon dos de 1 kΩ en serie. Ojo: esto solo sirve para señales que van del lado de 5 V hacia el de 3,3 V.
Ejemplo 3: medir hasta 25 V con Arduino
El Arduino Uno solo puede leer hasta 5 V en sus entradas analógicas. Los módulos "sensor de voltaje" que venden en las tiendas son un divisor con R1 = 30 kΩ y R2 = 7,5 kΩ, que divide entre 5: 25 × 7,5 / 37,5 = 5 V. Este código lee el pin A0 y recupera el voltaje real:
const float R1 = 30000.0;
const float R2 = 7500.0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int lectura = analogRead(A0); // 0 a 1023
float vPin = lectura * 5.0 / 1023.0; // voltaje en el pin
float vEntrada = vPin * (R1 + R2) / R2; // voltaje real medido
Serial.print("Voltaje: ");
Serial.print(vEntrada, 2);
Serial.println(" V");
delay(500);
}Para comprobar que la lectura es correcta, compárala con un multímetro en la escala de voltaje DC.
Tabla de valores comunes para divisores de voltaje
| De (Vin) | A (Vout deseado) | R1 (arriba) | R2 (abajo) | Vout real |
|---|---|---|---|---|
| 9 V | 4,5 V | 10 kΩ | 10 kΩ | 4,50 V |
| 5 V | 3,3 V | 1 kΩ | 2 kΩ | 3,33 V |
| 12 V | 5 V | 15 kΩ | 10 kΩ | 4,80 V |
| 12 V | 5 V | 4,7 kΩ | 3,3 kΩ | 4,95 V |
| 24 V | 5 V | 39 kΩ | 10 kΩ | 4,90 V |
| 25 V | 5 V | 30 kΩ | 7,5 kΩ | 5,00 V |
Todos los valores se calcularon con la fórmula y son ideales; en la práctica la tolerancia de las resistencias (normalmente 5 % o 1 %) mueve un poco el resultado.
Divisor de voltaje con potenciómetro
Un potenciómetro es un divisor de voltaje ajustable: los dos extremos van a Vin y a tierra, y el pin del centro (el cursor) entrega un voltaje entre 0 y Vin según la posición de la perilla. Por eso, cuando conectas un potenciómetro de 10 kΩ a 5 V y a GND, con el centro en A0 del Arduino, la lectura va de 0 a 1023 al girarlo. Es la forma más fácil de probar el divisor en una protoboard o en Tinkercad.
El efecto de carga: por qué tu divisor no da el voltaje calculado
La fórmula supone que a la salida no se conecta nada, o algo que casi no consume corriente. Si pones una carga, esa carga queda en paralelo con R2 y el voltaje baja. Ejemplo: el divisor de 9 V con dos de 10 kΩ da 4,5 V, pero si le conectas una carga de 10 kΩ, la parte de abajo queda en 10 kΩ ∥ 10 kΩ = 5 kΩ y la salida cae a 9 × 5 / (10 + 5) = 3 V.
La regla práctica: la carga debe ser al menos 10 veces mayor que R2. Una entrada analógica de Arduino o la de un comparador cumplen esa regla; un motor, un LED de potencia o un módulo que consume decenas de miliamperios no.
Errores comunes con el divisor de voltaje
- Usarlo como fuente de alimentación. Un divisor no sirve para alimentar un Arduino, un motor o una tira de LED: el voltaje se cae con la carga. Para eso usa un regulador de voltaje.
- Invertir R1 y R2. La salida se mide sobre la resistencia conectada a tierra. Si las cambias de lugar obtienes Vin − Vout.
- Resistencias muy bajas. Con 100 Ω y 100 Ω en 12 V pasan 60 mA y cada resistencia disipa 0,36 W: se calientan y una de 1/4 W se puede quemar.
- Resistencias demasiado altas. Con megaohmios la señal se vuelve sensible al ruido y el ADC del Arduino lee valores inestables. Entre 1 kΩ y 100 kΩ en total suele funcionar bien.
- Olvidar la tierra común. Si mides un voltaje externo con Arduino, la tierra de esa fuente y el GND del Arduino deben estar unidos.
- Pasar de 5 V en el pin. Calcula siempre con el voltaje máximo que puede llegar, no con el normal.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del divisor de voltaje?
Vout = Vin × R2 / (R1 + R2), donde R2 es la resistencia conectada a tierra y la salida se mide sobre ella.
¿Es lo mismo divisor de voltaje que divisor de tensión?
Sí. "Tensión" y "voltaje" son dos nombres para la misma magnitud; en España y en muchos libros se dice divisor de tensión.
¿Qué diferencia hay entre divisor de voltaje y divisor de corriente?
El divisor de voltaje usa resistencias en serie y reparte el voltaje; el divisor de corriente usa resistencias en paralelo y reparte la corriente, que se va más por la resistencia de menor valor.
¿Puedo bajar 12 V a 5 V para alimentar un circuito con un divisor?
No es recomendable. El voltaje cambia en cuanto el circuito consume corriente. Para alimentar algo usa un regulador; el divisor es para señales y mediciones.
¿Qué valores de resistencia uso para bajar de 5 V a 3,3 V?
R1 = 1 kΩ y R2 = 2 kΩ dan unos 3,33 V. También sirven 10 kΩ y 20 kΩ, que consumen menos corriente.
¿Cómo pruebo un divisor de voltaje en Tinkercad?
Arma las dos resistencias en serie con una batería o fuente, pon un multímetro en modo voltaje entre el punto medio y tierra, y simula. Cambia los valores para ver cómo se mueve la salida.
Conclusión
El divisor de voltaje se reduce a una fórmula y dos resistencias, pero aparece en casi todos los proyectos: medir baterías, adaptar señales a 3,3 V, leer sensores resistivos o ajustar un potenciómetro. Calcula R1 a partir de R2, elige valores comerciales, revisa la corriente y recuerda el efecto de carga. Si te quedan dudas con la parte matemática, repasa los ejercicios de Ley de Ohm y arma el circuito en una protoboard: medir con el multímetro lo que calculaste es la mejor forma de entenderlo.
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