El divisor de tensión
Misma corriente, tensión repartida según las resistencias
V_in = 12V alimenta en serie a R1 = 4kΩ y a una segunda resistencia R2, y la salida se toma entre los bornes de R2. Al mover R2 cambian las partes de resistencia repartidas entre R1 y R2 en la barra de arriba, y la barra de abajo es la tensión de salida, la parte de la fuente que corresponde a esa parte. La longitud del tramo R2 de la derecha en la barra de arriba siempre es igual a la de la barra de salida de abajo. Ajusta R2 para que la salida llegue al objetivo de 8V de la línea discontinua naranja.
La misma corriente atraviesa las dos resistencias
Una conexión en serie es un único camino sin ramas, así que la misma corriente I = V_in/(R1+R2) atraviesa las dos resistencias una tras otra. Por la ley de Ohm, las tensiones en sus bornes son V1 = I·R1 y V2 = I·R2. Como la corriente es idéntica en ambas, la razón de tensiones V2/V1 es igual a la razón de resistencias R2/R1, y la resistencia mayor se lleva la tensión mayor. Esa sola línea, tensión proporcional a la resistencia, es todo el divisor.
La salida es la parte de R2
Si tomas la salida entre los bornes de R2, V_out = V2 = I·R2; al sustituir I = V_in/(R1+R2), V_out = V_in·R2/(R1+R2). La razón de división R2/(R1+R2) es justamente la fracción de la resistencia total que corresponde a R2, así que cuando R2 es mucho mayor que R1 la razón se acerca a 1 y la salida se aproxima a la tensión de la fuente, y cuando R2 es pequeña la razón se acerca a 0 y la salida casi desaparece. Subir R2, entonces, es subir la parte de tensión que se lleva R2.
Una herramienta de lectura y el espejo de la división de corriente
El divisor de tensión es la herramienta básica para crear una tensión de referencia o para reducir una tensión grande a un tamaño que un instrumento pueda leer. Pero la fórmula vale tal cual solo mientras la corriente de carga que sale por la salida es pequeña. Si conectas una carga a la salida, queda en paralelo con la resistencia del lado de salida, como si la resistencia de abajo se hiciera menor, y la tensión de salida baja respecto a la fórmula; por eso en los exámenes el divisor sin carga es el caso básico. Dentro del mismo análisis serie-paralelo, el divisor de corriente, en el que las ramas en paralelo se reparten la corriente según sus conductancias, es el espejo de este divisor. La serie reparte tensión según la resistencia; el paralelo reparte corriente según la conductancia.
De vuelta a la primera pantalla
Al subir R2 creció la barra de salida de abajo, y llegó al objetivo de 8V cuando R2 valía 8kΩ (R1 = 4, V_in = 12). El tramo que ocupaba R2 en la barra de resistencia de arriba y la longitud de la barra de salida de abajo coincidieron de principio a fin, porque la misma corriente recorría las dos resistencias y la tensión se repartía en proporción directa a la resistencia. La razón de división R2/(R1+R2), la parte de la resistencia total que corresponde a R2, fija la tensión de salida.