Hola. Seguimos con 2.08: Divisor de voltaje, también se llama divisor de tensión.Y aquí tienen un link para aprender más sobre el tema. Este es un circuito supersimple, son 2 resistores y 3 terminales, y divide o reparte un voltaje en 2; por eso se llama divisor de voltaje, porque divide un voltaje en 2. También existe el divisor de voltaje que reparte un voltaje en muchas más porciones, por ejemplo, se utiliza en conversores análogo digital flash, pero son simplemente una extensión de este mismo. Esta es la base, la teoría. Este circuito es muy empleado en circuitos que tienen perillas. Por ejemplo, cualquier cosa que tenga una perilla de este estilo tiene un divisor de voltaje para ajuste de ganancia o de volumen. El potenciómetro, este que está aquí, es un divisor de voltaje. Es bueno, superbueno conocer bien este divisor de voltaje, porque es una abstracción que al final puede ser útil para analizar rápidamente circuitos. Así que vamos viendo la topología. Divisor de voltaje corresponde a 2 resistencias en serie. Eso es, esto que está aquí es el divisor de voltaje. Nosotros aplicamos un voltaje de entrada al divisor, se lo aplicamos en este terminal, en los extremos, eso es lo que hice aquí. Aquí en estos 2 extremos aplicamos el voltaje, y el voltaje de salida es el voltaje en alguna de las resistencias individuales. Por ejemplo, esta puede ser mi salida, que es más cortito. Aquí está el voltaje grande, y yo lo divido en un voltaje más chico, es superintuitivo, o bien puedo tomar este, tomar el voltaje de este resistor. La resistencia, en el fondo, hace que caiga el voltaje y agarra una parte de ese voltaje, y esa porción es lo que entrega como salida. El punto entre las resistencias se llama derivación o "tap". En inglés se llama derivación o "tap", ese es el punto central. Por Ley de voltaje de Kirchhoff, nosotros podemos hacer el análisis rápidamente. La suma de voltaje en la resistencia V_R1 más V_R2 iguala al voltaje de entrada V_in; por lo tanto, V_R1, V_R2 es una porción pequeña de V_in, una atenuación de V_in. Por Ley de Ohm, el voltaje en cada resistencia es proporcional al valor de la resistencia. ¿Cómo opera? ¿Cómo resolvemos este circuito? ¿Se les ocurre o no? Ya lo hemos visto varias veces. Lo que hacemos es, imaginemos que lo que queremos calcular es ese voltaje, V_in. Rápidamente, nosotros sabemos que esto es V_in, V_in pasa por esta suma de resistencia. Podemos calcular la corriente fácilmente. Podemos hacer Ley de Ohm. V_in es igual a I_in por el R total, el R equivalente. En este caso, el R equivalente es R1 más R2; entonces, V_in es I_in por R1 más R2. A mí me interesa calcular, por ejemplo, el V_R2, que es una de las salidas. ¿Cuánto es V_R2? El V_R2 va a ser la corriente multiplicada por R2. Yo de aquí puedo despejar la corriente que me sirve, I_in va a ser V_in partido por R1 más R2. Yo puedo calcular el voltaje en R2, como, por ley de Ohm, la corriente multiplicada por el R. Entonces, V_R2 que es lo que quiero calcular al final, va a ser I_in por R2, y eso es V_in, reemplazando por R2 partido por R1 más R2. De la misma forma, V_R1 es V_in por R1 partido por R1 más R2. Esta es la fórmula del divisor de voltaje, una fórmula supersimple, una fórmula en que divide el voltaje en 2 cantidades proporcionales a cada resistencia. El denominador es la suma, y el numerador es la resistencia donde yo estoy midiendo el voltaje. Por supuesto, las resistencias son todas positivas, los receptores reales, y este valor, por lo tanto, es menor que 1, o sea, V_R2 es menor que V_in, y V_R1 es menor que V_in; a lo sumo, puede ser igual, pero no puede ser mayor. Este es un ejemplo. ¿Cómo calculamos V_out? Superfácil. Un ejemplo un poquito más complicado, pero es superfácil porque simplemente tomamos... Ojo con la carga real de R4 ¿Qué significa eso? No es tan fácil. Analicemos este circuito, así, al ojo primero. Vemos que aquí hay un V_in que divide su voltaje entre R1 y R2. Luego, aquí hay una fuente dependiente o fuente controlada que dice: "V_x por a", o sea, esto de aquí es V_x por a. Luego, aquí tenemos R3, y tenemos toda esta resistencia equivalente en el divisor. Yo no puedo tomar para ese divisor esta pura resistencia, porque esta resistencia tiene 2 resistencias más en paralelo; entonces, el divisor aquí, va a haber una resistencia y otra resistencia. Yo no puedo simplemente tomar esta, porque no estaría tomando la resistencia completa, y eso es superimportante. Es un error típico que ocurre cuando uno está aprendiendo circuitos, que uno tienda a hacer el divisor de tensión con la resistencia que se ve, obviamente, ahí, pero uno tiene que tomar la resistencia equivalente. Uno no puede tomar un pedacito. Ya apagamos. Háganlo ustedes. Pongan pausa, y ponen "play" de nuevo y lo vemos. Partimos calculando V_x. ¿Cuánto vale V_x? Por divisor de tensión, esto es V_in. V_in es positivo acá, negativo acá; V_in se va dividir entre este voltaje, que le voy a llamar V_w, y este otro, que es V_x, entonces, V_x va a ser V_in por la resistencia R1, partido por la suma de R1 más R2. Este voltaje, que es a por V_x, va a ser, multiplicamos por a, a por V_x va a ser igual a a por V_in por R1 partido por R1 más R2. Listo. Ese voltaje está aquí. Luego, eso pasa por un divisor de tensión para llegar hasta acá. ¿Cuál es ese divisor de tensión? Es un divisor de tensión entre R3 y 3R4 en paralelo, entonces la resistencia equivalente aquí, si ustedes hacen el cálculo, es R4 tercios. Este voltaje que le voy a llamar V_v; V_v va a ser a por V_x, que es este voltaje de acá, por la proporción según este divisor de tensión. Este es el R de arriba, este es el R de abajo, es el divisor de tensión; va a ser a por V_x por R4 tercios partido por R3 más R4 tercios, y reemplazo a por V_x, y me da, a por V_in por R1, partido por R1 más R2 por R4 tercios, partido por R3 más R4 tercios. Súper. Y ahora tengo que calcular este último valor, V_out, y V_out... Ese último R_4 me lo mostraron con un potenciómetro, eso que está ahí al final es lo mismo que esto, y este valor de y puede ser entre 0 y 1. Cuando y es 0, significa que este tap o derivación central está allá arriba, y V_out es lo mismo que V_v. En cambio, cuando y es 1, significa que este tap está muy abajo, y si está muy abajo V_out es 0. V_out puede ser todo el rango. V_out, finalmente, va a ser 1 menos y veces V_v. Yo multiplico esto por 1 menos y, voy a seguir aquí arriba, V_out va a ser 1 menos y veces V_v que ya lo teníamos, a por V_in por R_1, partido por R_1 más R_2, por R_4 tercios partido por R_3 más R_4 tercios, y eso concluye este ejercicio. Uno puede hacer cálculos sencillos, simplemente mirando, aquí hay un divisor de tensión, aquí hay otro divisor de tensión, aquí hay otro divisor de tensión. Hay tres atenuaciones en ese circuito; se ven claramente. Aquí lo importante es entender que yo me habría equivocado si hubiera hecho el divisor de tensión entre estos dos resistores nomás, porque aquí R_4 está en paralelo con R_4 y en paralelo con R_4 también. El divisor de tensión es la fórmula que vimos aquí. Uno tiene que tomar resistencias equivalentes en total,. Este R_2 representa todas las cosas que están en ese espacio, y este R_1 representa todas las cosas que están en ese espacio. Aplicación: control de volumen. Esto de aquí es un pedal de volumen que yo mismo fabriqué en la impresora 3D que a veces han visto funcionar allá atrás, y es un divisor de voltaje que lo que hace es bajar el volumen de un instrumento musical, por ejemplo, de una guitarra. Aquí lo tengo, este es el pedal, y cuando está en esta posición baja el volumen, cuando está en esta posición sube el volumen. Y el circuito de este pedal es muy sencillo, es un potenciómetro. Déjenme ver, aquí tengo las notas de los valores que utilicé. Es un potenciómetro de 50 kilos, y utilizo aquí un R de 20 kilos acá, para hacer no lineal el potenciómetro, para hacerlo más no lineal, con eso se logra un control más efectivo del volumen o más natural. Este también es de 20 kilos, y este de aquí, ¿se les ocurre qué es lo que está haciendo este que está aquí o no? Imagínense que este no existe, ¿se les ocurre qué puede hacer este? Piénsenlo. Lo que hace este es fijar un volumen mínimo. ¿Qué significa? Que si yo muevo el potenciómetro hasta este punto, voy a tener este divisor de tensión, igual voy a tener un volumen mínimo que va a tener que ver con 20 kilos sobre 70 kilos, más o menos. Ahora, si le agregamos este de 20 kilos aquí, lo que hace este de 20 kilos adicional es no linealizarlo, no lo vamos a ver en detalle, pero vale la pena que sepan que existe. Y me gustaría mostrar este pedal por dentro y en funcionamiento, así que vamos al siguiente video. Este es el pedal al que me refería para controlar el volumen, tiene una cremallera que está aquí. Esa cremallera acciona un potenciómetro que está aquí adentro. Ahí va la cremallera moviéndolo y, además, tiene una resistencia para fijar un mínimo y para darle la característica no lineal. Todavía me falta pintar por dentro con un material que permita hacer una jaula de Faraday, un material conductor. Aquí estoy probando el pedal de volumen, estoy mostrando la señal en el osciloscopio. La amarilla que no se ve es la entrada y la azul celeste que sí se ve es la salida, y con esto yo puedo regular el volumen. Voy a tocar el bajo. Ahí se ve claramente el pedal de volumen funcionando. Muy bien. Espero que hayan disfrutado la demostración. Ahora vamos a ver "divisor de tensión como promediador ponderador". Un divisor de tensión, como dije en algún momento, no tiene por qué dividirme un voltaje en 2, puede dividirlo en muchos más, puede dividirlo en un montón. Y hay otra aplicación del divisor de tensión, que es la que voy a mostrar en esta lámina, que no tiene que ver con esto. A ver de qué se trata. Este es un circuito muy interesante, porque es una generalización del divisor de tensión. Si uno mira un divisor de tensión, por ejemplo, V_1, tierra, lo que está haciendo es sacar una versión reducida entre V_1 y tierra. Pero si yo aquí pongo V_2 respecto de tierra, yo aquí lo que estoy sacando de una especie de promedio entre V_1 y V_2. Si estos R son iguales saco un promedio. Si este R es más chiquitito, me acercó más a V_1. Si este R es más chiquitito, me acerco más a V_2. Uno puede promediar voltaje de esa forma. ¿Y por qué solamente con 2 y no con 3? Uno podría poner otro aquí V_3 y promediar V_1, V_2 y V_3. Finalmente, V_o aquí es un promedio ponderado entre V_1, V_2 y V_3, según los pesos dados por estos resistores. Analícenlo en casa, es un buen ejercicio. Veamos en SPICE. Hagamos un divisor de tensión en SPICE. Veamos de qué se trata este circuito. Aquí tenía un error, pero ya lo corregí. Tenemos un V_in que está en el nodo N001, aquí I_0, y es una sinusoide, esto que está aquí es una sinusoide. Dice R_1 entre el nodo 1 y V_out. Esto es R_1, divide 1 kilo, después tenemos R_2 que es de 500 ohm y luego tenemos tierra. Y aquí hacemos una simulación transiente. La simulación transiente muestra formas de onda en función del tiempo. Si esto es una sinusoide que llega hasta 1 volt, esto de aquí llega hasta 1 volt y tiene 1 kilohertz de frecuencia, esa va a ser mi entrada. Esto llega hasta 1 volt en función del tiempo. Me quedó fea la sinusoide, mejor ahí, en función del tiempo. Este otro va a ser 500 partido por 1.500, va a ser un tercio, va a andar por aquí, por ahí más o menos va a ser la salida. Eso es lo que debiéramos tener. Eso de ahí lo llevamos a SPICE, aquí está SPICE, está el mismo código y podemos simularlo directamente. Aquí vamos a ver formas de onda, vamos a mirar V_in que es el voltaje del nodo 1, ahí está, llega hasta 1 volt perfectamente. Luego, agregamos V_out y debería ser un tercio de eso, debería llegar hasta 333 milivolts. Y si medimos V_out, vamos a medir V_out, estamos midiéndolo en su punto máximo y vemos que aquí, efectivamente, estamos llegando a 333 milivolts, está funcionando el divisor de tensión como tal. Excelente. ¿Qué aprendimos hoy? Aprendimos divisor de voltaje o divisor de tensión, vimos la topología y vimos la teoría. Después hicimos un ejemplo analítico, en ese ejemplo hicimos varios divisores de voltaje, seguidos, uno atrás de otro. Un divisor de tensión puede cargar al divisor de tensión anterior y eso fue lo que vimos cuando hablamos de resistencia equivalente total en el divisor de tensión. No podemos hacer un divisor de tensión sin considerar toda la resistencia equivalente arriba y abajo. Después vimos el divisor ponderador, que nos permite dividir y ponderar un voltaje. Después vimos un ejemplo real, que espero que les haya gustado, este es el pedal de la guitarra. Y después vimos un ejemplo en SPICE. Quiero aclarar que este pedal no es diseño mío, yo tengo una impresora 3D, pero a veces diseño cosas, otras veces los bajo y esta vez bajé de internet, de Thingiverse, este modelo y, finalmente, lo imprimí y funcionó impecablemente bien. Gracias a todos por ver esta clase.
