divisor de tension

Divisor de tensión

OBJETIVOS

Derivar pequeñas tensiones a partir de una tensión disponible usando los conocimientos que ya tenemos de tensión (diferencia de potencial), intensidad de corriente y resistencia.
Diferenciar Divisor de Tensión Libre de Carga y Divisor de tensión con Carga.
Si se conecta una carga al divisor de tensión (resistencia de carga R L ),se habrá sometido a cargar eldivisor de tensión.

MATERIALES

Tarjeta insertable UniTrain-I de divisor de tensión, SO4201-SE.



FUNDAMENTO TEORICO
DIVISOR DE TENSION

I. Divisor de tensión libre de carga
En la tecnología de medición, a menudo es necesario derivar pequeñas tensiones a partir de una tensión disponible. Esto es posible por medios de un divisor de tensión. Un divisor de tensión, como se muestra enla imagen siguiente, se compone de dos resistencias, R 1 y R 2, conectadas en serie.

En los bordes externos se aplica la tensión de alimentación U, la cual se divide en las tensiones U1 y U2.De acuerdo a la ley de división de tensión, es válido lo siguiente:

U1 + U2 = U

La intensidad de corriente en el divisor de tensión, de acuerdo con la ley de Ohm, tiene el siguiente valor:

I =U/ (R1 + R2)

 Y la caída de tensión de las dos resistencias es igual a:

U1 = I.R1
U2 = I.R2

Si se introducen los valores calculados de intensidad de corriente en estas dos ecuaciones, se obtiene la siguiente ecuación para ambas divisiones de tensión:

U1 =U (R1 / (R1+R2))
U2 =U (R2 / (R1+R2))

Estas dos ecuaciones solo son validas, si no se toma corriente del divisor de tensión,esto es, si se encuentra libre de carga.

II. Divisor de tensión con carga
Si se conecta una carga al divisor de tensión (en la imagen siguiente una resistencia de carga RL), se habrá sometido a cargar el divisor de tensión. A través de la resistencia de carga circula la corriente de carga IL y , a través de la resistencia R2, la componente transversa de corriente IQ. A través de R1 fluye lasuma de estas dos corrientes. La componente transversal de corriente IQ genera pérdidas de calor en R2.



En el caso de los divisores de tensión libres de carga, la tensión de R2 es proporcional a la relación que existe entre R2 y la resistencia total R1 + R2. En el caso de los divisores de tensión sometidos a carga, este no es el caso puesto que se obtiene una característica más o menoscurvada que se diferencia más fuertemente de la característica lineal del divisor de tensión sin carga, mientras menor sea la resistencia de carga, en función de la resistencia total R1 + R2 de ese último, este es, mientras mayor sea la corriente de carga en función de la componente transversal de corriente. Esto se debe a que el divisor de tensión sometido a carga se compone del circuito en serie deR1 y del circuito en paralelo de R1 + R2. La resistencia de compensación R2 *de este circuito en paralelo se puede calcular de la siguiente manera:



Por tanto, para la tensión de carga UL del divisor de tensión es valido:



El divisor de tensión libre de carga se obtiene aquí permitiendo que la resistencia de carga RL se aproxime al infinito. En cada uno de estos dos casos se puededespreciar la resistencia R2 en relación a RL:



RL se puede abreviar y se obtiene la ecuación ya encontrada en el párrafo anterior para el divisor de tensión libre de carga. La tensión de carga del divisor de tensión sometido a ella es por tanto, siempre menor que en el caso que no exista carga (marcha en vacio).

Las corrientes IL e IQ se pueden calcular si se conoce el valor de UL pormedio dela ley de Ohm; la corriente total I se obtiene por medio de la suma de estas dos corrientes.


EXPERIMENTO

En el siguiente experimento se deben analizar dos divisores de tensión diferentes en lo relativo a las divisiones de tensión con carga. Monte el circuito experimental representado a continuación: la siguiente animación ilustra el montaje experimental.

Ajustes del voltímetro A...