Qual é o divisor de tensão? (com exemplos)

O divisor de tensão é um circuito elétrico que permite dividir a tensão de uma fonte de energia entre dois ou mais componentes conectados em série. Ele é amplamente utilizado em eletrônica para controlar a voltagem entregue a determinados componentes de um circuito.

Um exemplo comum de divisor de tensão é a utilização de dois resistores em série, onde a tensão é dividida entre eles de acordo com a relação entre suas resistências. Por exemplo, se tivermos um resistor de 1kΩ e outro de 2kΩ conectados em série a uma fonte de 10V, a tensão em cada resistor será de 4V e 6V, respectivamente.

O divisor de tensão é uma ferramenta fundamental na eletrônica para garantir que os componentes de um circuito recebam a tensão adequada para o seu funcionamento, evitando danos e otimizando o desempenho do sistema.

Entenda como funcionam os divisores de tensão e sua importância na eletrônica.

Os divisores de tensão são circuitos elétricos simples que têm como objetivo dividir a tensão de um circuito em partes menores. Eles são compostos por resistores ligados em série e são utilizados em diversos dispositivos eletrônicos para garantir que a tensão aplicada em determinados componentes seja a correta.

Um divisor de tensão funciona de acordo com a Lei de Ohm, que estabelece que a tensão em um circuito é diretamente proporcional à corrente e à resistência. Dessa forma, ao conectar dois resistores em série, a tensão é dividida entre eles de acordo com a relação de suas resistências.

Um exemplo simples de um divisor de tensão é quando temos dois resistores de 100 ohms e 200 ohms ligados em série a uma fonte de 10V. A tensão em cada resistor pode ser calculada utilizando a fórmula:

V1 = (R1 / (R1 + R2)) * Vs

V2 = (R2 / (R1 + R2)) * Vs

Onde V1 e V2 são as tensões em cada resistor, R1 e R2 são as resistências dos resistores e Vs é a tensão da fonte. No exemplo acima, teríamos:

V1 = (100 / (100 + 200)) * 10V = 3,33V

V2 = (200 / (100 + 200)) * 10V = 6,67V

Os divisores de tensão são fundamentais na eletrônica, pois garantem que os componentes eletrônicos recebam a tensão correta para seu funcionamento. Eles são amplamente utilizados em circuitos integrados, sensores, displays e em muitos outros dispositivos eletrônicos.

Entenda o funcionamento de um divisor de tensão e sua aplicação prática em circuitos elétricos.

Um divisor de tensão é um circuito elétrico que é utilizado para dividir a tensão de uma fonte entre dois ou mais componentes. Ele é composto por resistores ligados em série, e a tensão é dividida proporcionalmente à resistência de cada resistor.

Para calcular a tensão em um ponto específico de um divisor de tensão, utiliza-se a fórmula:

Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))

Onde Vout é a tensão de saída, Vin é a tensão de entrada, R1 é a resistência do resistor 1 e R2 é a resistência do resistor 2.

Um exemplo prático de aplicação de um divisor de tensão é em um circuito de alimentação de um LED. Suponha que você tenha uma fonte de 12V e deseja alimentar um LED de 2V. Para isso, você pode utilizar um divisor de tensão com dois resistores, de forma que a tensão de saída seja de 2V. Dessa forma, o LED será alimentado corretamente sem queimar.

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É importante calcular corretamente as resistências dos resistores para garantir que a tensão de saída seja a desejada.

Entenda o funcionamento de um divisor de forma simples e prática.

Um divisor de tensão é um circuito elétrico composto por resistores que divide a tensão de entrada em uma saída proporcional, de acordo com a relação entre os valores dos resistores. Este tipo de circuito é amplamente utilizado em eletrônica para fornecer diferentes níveis de tensão em diferentes partes de um circuito.

Para calcular a saída de um divisor de tensão, basta aplicar a fórmula Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), onde Vout é a tensão de saída, Vin é a tensão de entrada, R1 é o valor do primeiro resistor e R2 é o valor do segundo resistor. Por exemplo, se tivermos uma tensão de entrada de 12V e dois resistores de 1kΩ e 2kΩ, respectivamente, a tensão de saída será de 8V.

É importante ressaltar que a tensão de saída de um divisor de tensão depende da proporção entre os valores dos resistores. Quanto maior a razão entre os valores dos resistores, maior será a diferença entre a tensão de entrada e a tensão de saída.

Com a aplicação correta da fórmula e a escolha adequada dos valores dos resistores, é possível obter a tensão desejada de forma prática e eficiente.

Entendendo o conceito de divisor de tensão sem carga em circuitos elétricos.

O divisor de tensão é um conceito fundamental em circuitos elétricos que permite distribuir a tensão de uma fonte entre dois ou mais componentes. Ele é utilizado para obter uma tensão específica em um determinado ponto do circuito, de acordo com a relação entre as resistências dos componentes envolvidos.

Em um divisor de tensão sem carga, não há nenhum componente conectado entre os dois resistores que formam o divisor. Isso significa que a corrente que passa através dos resistores é a mesma, e a tensão em cada um deles é determinada pela sua resistência em relação à resistência total do circuito.

Para calcular a tensão em um ponto específico do circuito usando um divisor de tensão sem carga, podemos utilizar a seguinte fórmula:

Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))

Onde:

  • Vout é a tensão de saída desejada;
  • Vin é a tensão de entrada da fonte;
  • R1 e R2 são as resistências dos resistores do divisor.

Por exemplo, se tivermos uma fonte de 12V e dois resistores de 4kΩ e 6kΩ, respectivamente, a tensão na saída do resistor de 6kΩ será:

Vout = 12V * (6kΩ / (4kΩ + 6kΩ)) = 7,2V

Assim, o conceito de divisor de tensão sem carga é essencial para o projeto e análise de circuitos elétricos, facilitando a obtenção de valores de tensão específicos em pontos determinados do circuito.

Qual é o divisor de tensão? (com exemplos)

Qual é o divisor de tensão? (com exemplos)

O divisor de tensão ou divisor de tensão consiste em uma associação de resistores ou impedâncias em série conectadas a uma fonte. Dessa forma, a tensão V fornecida pela fonte – tensão de entrada – é distribuída proporcionalmente em cada elemento, de acordo com a lei de Ohm:

V i = IZ i .

Onde V i é a tensão no elemento de circuito, I é a corrente que flui através dele e Z i o impedância correspondente.

Ao organizar a fonte e os elementos em um circuito fechado, a segunda lei de Kirchhoff deve ser cumprida, que afirma que a soma de todas as quedas e subidas é igual a 0.

Por exemplo, se o circuito a considerar é puramente resistivo e uma fonte de 12 volts estiver disponível, simplesmente por ter dois resistores idênticos em série com a referida fonte, a tensão será dividida: em cada resistência haverá 6 Volts. E com três resistências idênticas, é obtido 4 V em cada uma.

Como a fonte representa um aumento de tensão, V = +12 V. E em cada resistência, há quedas de tensão que são representadas por sinais negativos: – 6 V e – 6 V, respectivamente. Percebe-se facilmente que a segunda lei de Kirchoff é cumprida:

+12 V – 6 V – 6 V = 0 V

É daí que vem o nome do divisor de tensão, porque, por meio de resistores em série, é possível obter facilmente tensões mais baixas de uma fonte com uma tensão mais alta.

A equação do divisor de tensão

Vamos continuar a considerar um circuito puramente resistivo. Sabemos que a corrente I que passa por um circuito de resistor em série conectado a uma fonte, como mostrado na figura 1, é a mesma. E de acordo com a lei de Ohm e a segunda lei de Kirchoff:

V = IR 1 + IR 2 + IR 3 + … IR i

Em que R 1 , R 2 … R i representa cada resistência em série do circuito. Portanto:

V = I ∑ R i

Então a corrente acaba sendo:

I = V / ∑ R i

Agora vamos calcular a tensão em uma das resistências, a resistência R i, por exemplo:

V i = (V / ∑ R i ) R i

A equação anterior é reescrita da seguinte forma e já temos a regra do divisor de tensão para uma bateria e resistores da série N prontos:

Divisor de tensão com 2 resistores

Se temos um circuito divisor de tensão com 2 resistências, a equação anterior se torna:

E, no caso especial em que R 1 = R 2 , V I = V / 2, independentemente da corrente, como indicado no início. Este é o divisor de tensão mais simples de todos.

Os seguintes figura mostra o esquema deste divisor, onde V, a tensão de entrada, é simbolizada como V em , e V i é a tensão obtida dividindo-se a tensão entre as resistências R 1 e R 2 .

Exemplos resolvidos

A regra do divisor de tensão será aplicada em dois circuitos resistivos para obter tensões mais baixas.

– Exemplo 1

Uma fonte 12 V está disponível, que tem de ser dividida em 7 V e 5 V, por meio de duas resistências R 1 e R 2 . Existe uma resistência fixa de 100 Ω e uma resistência variável cujo intervalo está entre 0 e 1kΩ. Quais são as opções para configurar o circuito e definir o valor da resistência R 2 ?

Solução

Para resolver este exercício, será usada a regra do divisor de tensão para duas resistências:

Suponha que R 1 seja a resistência que está em uma tensão de 7 V e a resistência fixa R 1 = 100 Ω seja colocada lá

Desconhecido resistência R 2 deve ser a 5 V:

YR 1 a 7 V:

5 (R 2 100) 12 = R 2

500 = 7 R 2

R 2 = 71,43 Ω

Da mesma forma, a outra equação pode ser usada para obter o mesmo valor ou o resultado obtido pode ser substituído para verificar a igualdade.

Se agora a resistência fixa é colocada como R 2 , então R 1 irá estar em 7 V:

5 (100 + R 1 ) = 100 x 12

500 + 5R 1 = 1200

R 1 = 140 Ω

Da mesma forma, é possível verificar se esse valor atende à segunda equação. Ambos os valores estão na faixa da resistência variável, portanto, é possível implementar o circuito solicitado de ambos os modos.

– exemplo 2

Um voltímetro de corrente contínua CC para medir tensões em um determinado intervalo é baseado no divisor de tensão. Para construir esse voltímetro, é necessário um galvanômetro, por exemplo, o da D’Arsonval.

É um medidor que detecta correntes elétricas, equipado com uma escala graduada e uma agulha indicadora. Existem muitos modelos de galvanômetros, o da figura é muito simples, com dois terminais de conexão na parte traseira.

O galvanómetro tem uma resistência interna R G corrente máxima, que tolera apenas uma pequena corrente, chamado I L . Por conseguinte, a tensão através do galvanómetro é V m = I L R L .

Para medir qualquer tensão, o voltímetro é colocado em paralelo com o elemento a ser medido e sua resistência interna deve ser grande o suficiente para não consumir corrente do circuito, pois caso contrário, ele o altera.

Se quisermos usar o galvanômetro como um medidor, a tensão a ser medida não deve exceder o máximo permitido, que é a deflexão máxima da agulha que o dispositivo possui. Mas assumimos que V m  é pequeno, pois I G   e R são pequenos.

No entanto, quando o galvanómetro está ligado em série com outra resistência R S , chamado a resistência limitando , podemos aumentar o alcance de medição do galvanómetro da pequena V m a uma certa ε tensão mais elevada. Quando essa tensão é atingida, a agulha do instrumento sofre uma deflexão máxima.

O esquema de design é o seguinte:

Na figura 4 à esquerda, G é o galvanômetro e R é qualquer resistência na qual se deseja medir a tensão V x .

A figura à direita mostra como o circuito com G, R G e RS é equivalente a um voltímetro, que é colocado em paralelo com a resistência R.

Voltímetro de escala completa de 1V

Por exemplo, suponha que a resistência interna do galvanômetro seja R G = 50 Ω e a corrente máxima que ele suporte seja I G = 1 mA, a resistência limitante RS do voltímetro construído com este galvanômetro para medir uma tensão máxima de 1 V é calculada Assim:

I G (R S + R L ) = 1 V

R S = (1 V / 1 x 10 -3 A) – R G

R S = 1000 Ω – 50 Ω = 950 Ω

Referências 

  1. Alexander, C. 2006. Fundamentos de circuitos elétricos. 3rd. Edição. Mc Graw Hill.
  2. Boylestad, R. 2011. Introdução à Análise de Circuitos. 2nd. Edição. Pearson.
  3. Dorf, R. 2006. Introdução aos circuitos elétricos. 7th. Edição. John Wiley & Sons.
  4. Edminister, J. 1996. Circuitos Elétricos. Série Schaum. 3rd. Edição. Mc Graw Hill
  5. Figueroa, D. Série Física para Ciências e Engenharia. Vol. 5 Eletrostático. Editado por D. Figueroa. USB.
  6. Hiperfísica. Projeto de um voltímetro. Recuperado de: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  7. Wikipedia. Divisor de tensão. Recuperado de: es.wikipedia.org.

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