Salida de un divisor de tensión, o R1 o R2 para una tensión objetivo; resistor limitador de corriente para LED con su valor E12 más cercano y su potencia.
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Con R1 = 10 kΩ sobre R2 = 4,7 kΩ, la salida es el 31,97 % de la entrada: 3,837 V de 12 V, con un consumo de 816,3 µA.
Un divisor de tensión de dos resistores da Vout = Vin × R2/(R1 + R2). La calculadora obtiene la salida, o R1 o R2 cuando conoces la salida que quieres, y muestra cuánto baja la salida con una carga conectada sobre R2. Un LED necesita un resistor en serie R = (Vs − n·Vf)/I, donde Vf es la tensión directa de cada uno de los n LED en serie e I es la corriente deseada.
El ejemplo inicial del divisor, 10 kΩ sobre 4,7 kΩ con 12 V, da 3,84 V y consume 0,82 mA. Un LED rojo (Vf ≈ 2,0 V) a 20 mA con 5 V necesita exactamente 150 Ω, un valor de E12, y el resistor disipa 60 mW, así que uno de ⅛ W lo cubre con un margen de 2×.
Los valores exactos se redondean hacia arriba al siguiente valor de E12 (IEC 60063), lo que mantiene la corriente del LED igual o inferior a la deseada. Las tensiones directas son valores típicos; las hojas de datos varían unas décimas de voltio, y la corriente es más sensible cuando queda poca tensión sobre el resistor.
La calculadora de divisor de tensión y resistor para LED tiene dos modos. En el primero obtiene la salida de un divisor de dos resistores, o el resistor que falta para una salida deseada. En el segundo calcula el resistor limitador de un LED, su valor E12 y la potencia que debe soportar.
Un divisor de dos resistores sin carga da Vout = Vin × R2/(R1 + R2), donde R2 es el resistor conectado a tierra. Con los valores iniciales, 10 kΩ sobre 4,7 kΩ con 12 V, la salida es 3,84 V y el divisor consume 0,816 mA. El resistor en serie de un LED es R = (Vs − Vf)/I: un LED rojo de 2 V a 20 mA con 5 V necesita (5 − 2)/0,02 = 150 Ω.
R1 va de la entrada al nudo de salida, y R2 del nudo de salida a tierra. Para 12 V con R1 = 10 kΩ y R2 = 4,7 kΩ:
Solo la relación fija la salida. Si se multiplican los valores por diez, 100 kΩ sobre 47 kΩ, el divisor sigue dando 3,837 V pero consume 0,0816 mA. Los valores grandes desperdician menos corriente; los pequeños mantienen mejor la tensión con carga.
Fija un resistor y despeja el otro:
Para obtener 3,3 V de 5 V con R1 = 10 kΩ, R2 = 10 × 3,3/1,7 = 19,41 kΩ. No es un valor normalizado: los componentes E12 más cercanos, 18 kΩ y 22 kΩ, dan 3,21 V y 3,44 V, así que comprueba la salida con el componente que vayas a montar.
La salida deseada tiene que ser menor que la tensión de entrada. Un divisor resistivo solo puede reducir una tensión, y la calculadora rechaza un objetivo igual o superior a la entrada.
Todo lo que se conecta a la salida queda en paralelo con R2, de modo que la parte inferior del divisor pasa a ser R2 × RL/(R2 + RL). Ese valor sustituye a R2 en la fórmula del divisor.
Dos resistores de 10 kΩ con 12 V dan 6 V sin carga. Una carga de 10 kΩ deja la parte inferior en 5 kΩ, así que la salida baja a 4 V y la corriente de la fuente sube a 0,8 mA, repartida en 0,4 mA por R2 y 0,4 mA por la carga.
Una carga al menos 10 veces mayor que R2 mantiene la caída por debajo de un 10 % aproximadamente: una carga de 100 kΩ en ese mismo divisor da 5,71 V. Una carga de 100 Ω en el divisor de 10 kΩ y 4,7 kΩ baja los 3,84 V a 0,116 V.
Por eso los divisores alimentan entradas de medida y de referencia, mientras que un regulador alimenta un circuito. OpenStax explica las reglas de serie y paralelo en las que se basan los dos cálculos.
Un LED azul (Vf ≈ 3,2 V) con 9 V a 15 mA deja VR = 5,8 V. R = 5,8 ÷ 0,015 = 386,67 Ω, que se redondea a 390 Ω. La corriente pasa a 14,87 mA y el resistor disipa 86 mW, así que uno de ¼ W mantiene el margen de 2×.
Tres LED rojos en serie con 12 V a 20 mA dejan 12 − 3 × 2,0 = 6 V para el resistor. Eso da 300 Ω, que se redondean a 330 Ω, con 18,18 mA.
Las filas son 10 kΩ sobre 4,7 kΩ con 12 V (predeterminado), dos resistores de 10 kΩ con 12 V y una carga de 10 kΩ (divisor igual con carga) y un LED rojo con 5 V a 20 mA (LED predeterminado).
| Escenario | Resultado seleccionado | Corriente de la fuente o del LED |
|---|---|---|
| Predeterminado | 3,83673 V | 0,816327 mA |
| Divisor igual con carga | 4 V | 0,8 mA |
| LED predeterminado | 150 Ω | 20 mA |
Por LED y a unos 20 mA, los colores predefinidos suponen rojo 2,0 V, amarillo 2,1 V, verde (InGaN) 3,0 V, azul 3,2 V, blanco 3,2 V e infrarrojo 1,2 V.
Los componentes reales varían unas décimas de voltio según el tipo, la corriente y la temperatura, así que usa el valor de la hoja de datos cuando lo tengas.
La dispersión importa más cuando queda poca tensión para el resistor. Con 3,3 V, un LED rojo a 5 mA lleva 270 Ω; si su Vf real es 2,2 V, la corriente baja un 15 %, de 4,81 a 4,07 mA. Con 12 V y 560 Ω, la misma variación cambia la corriente un 2 %.
El resistor convierte VR × I en calor. Las potencias normalizadas de los componentes de inserción son ⅛, ¼, ½, 1, 2, 5 y 10 W; elige una de al menos el doble de la P = I²R calculada.
Por encima de 10 W, un resistor no es el componente adecuado: un LED rojo a 1 A alimentado con 100 V quemaría 96 W en un resistor de 100 Ω, y esa tarea corresponde a un controlador de LED de corriente constante. En ese caso la calculadora no recomienda ninguna potencia y lo indica en un aviso.
El montaje, la ventilación y la curva de reducción de potencia del fabricante también deciden la temperatura a la que trabaja un resistor.
Combina resistores en un equivalente con la calculadora de resistores en serie y en paralelo, y comprueba la corriente o la potencia con la calculadora de la ley de Ohm. La calculadora del código de colores da las bandas del valor que elijas.
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: 12 × 4.7/14.7 = 3.8367347; I = 12/14700 A = 0.8163265 mA
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: R2 = R1·Vout/(Vin − Vout) = 33000/1.7 Ω = 19.411765 kΩ
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: R2‖RL = 5 kΩ, 12 × 5/15 = 4 V (6 V sin carga)
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: (5 − 2.0)/0.02 = 150 Ω (en E12); P = 0.02² × 150 = 0.06 W; 2 × 0.06 ≤ 0.125
Para un LED rojo a 20 mA, 150 Ω: (5 − 2,0 V)/0,020 A. Un LED azul o blanco con una caída directa de 3,2 V necesita (5 − 3,2)/0,020 = 90 Ω, que se redondean a 100 Ω en la serie E12 y dan 18 mA. Muchos LED indicadores lucen suficiente con 5–10 mA, lo que multiplica la resistencia por dos o por cuatro.
Para un solo LED rojo a 20 mA, (12 − 2,0)/0,020 = 500 Ω, que se redondean a 560 Ω (E12). Eso da 17,9 mA y 0,18 W en el resistor, así que conviene uno de ½ W para mantener un margen de 2×. Con tres LED blancos en serie (3 × 3,2 V = 9,6 V) bastan 120 Ω, y el resistor desperdicia 48 mW.
Vout = Vin × R2/(R1 + R2), donde R2 es el resistor entre la salida y tierra. 10 kΩ sobre 4,7 kΩ con 12 V dan 12 × 4,7/14,7 = 3,84 V. Para una salida objetivo, fija un resistor y despeja el otro: R2 = R1 × Vout/(Vin − Vout), así que obtener 3,3 V de 5 V con R1 = 10 kΩ requiere R2 = 19,4 kΩ.
La carga queda en paralelo con R2 y reduce la resistencia inferior. Dos resistores de 10 kΩ con 12 V dan 6 V sin carga, pero una carga de 10 kΩ deja la parte inferior en 5 kΩ y la salida baja a 4 V. Mantén la carga al menos 10 veces mayor que R2 para no apartarte más de un 10 % aproximadamente, o pon un búfer en la salida; los divisores sirven para referencias y entradas de medida, no para alimentar circuitos.
Calcula P = I²R y elige una potencia normalizada de al menos el doble. Un resistor de 150 Ω con 20 mA disipa 0,02² × 150 = 0,06 W, así que uno de ⅛ W (0,125 W) cumple el margen de 2×. Con un LED rojo a 12 V el resistor disipa 0,18 W y necesita ½ W. Las potencias habituales en componentes de inserción son ⅛, ¼, ½, 1 y 2 W.
Esta calculadora incluye 7 ejemplos resueltos con respuestas de fuentes independientes. Forman parte del conjunto de pruebas y también puedes ejecutarlos aquí.