O que é um Divisor de Tensão
O divisor de tensão é um dos circuitos mais elementares e úteis da eletrónica. Consiste em dois resistores ligados em série, R1 e R2, aos quais se aplica uma tensão de entrada (Vin). A tensão que aparece aos terminais do segundo resistor (R2) é a tensão de saída (Vout), sempre inferior à de entrada. É esta capacidade de “dividir” uma tensão em partes proporcionais que dá nome ao circuito.
A fórmula que rege o divisor é Vout = Vin · R2 / (R1 + R2). Ela mostra que a tensão de saída depende apenas da razão entre os resistores, e não dos seus valores absolutos. Dois resistores de 1 kΩ e 2 kΩ produzem exatamente a mesma divisão que dois resistores de 10 kΩ e 20 kΩ, porque a proporção entre eles é a mesma.
As Grandezas do Circuito
Para usar o divisor de tensão corretamente, convém identificar bem cada elemento. A tensão de entrada (Vin) é a fonte aplicada ao conjunto dos dois resistores, medida em volts. R1 é o resistor ligado ao terminal de entrada e R2 é o resistor ligado à massa (terra), ambos medidos em ohms. A tensão de saída (Vout) é lida entre o ponto de junção dos dois resistores e a massa.
Como Calcular a Tensão de Saída
O cálculo segue diretamente da fórmula. Os passos são:
- Anote a tensão de entrada Vin em volts.
- Anote os valores de R1 e R2 em ohms.
- Some R1 e R2 para obter a resistência total.
- Divida R2 por essa soma e multiplique o resultado por Vin.
Exemplo Prático
Suponha uma fonte de 9 V, com R1 = 1000 Ω e R2 = 2000 Ω. Aplicando a fórmula:
- Vin = 9 V
- R1 = 1000 Ω, R2 = 2000 Ω
- Cálculo: Vout = 9 × 2000 / (1000 + 2000) = 9 × 0,667 = 6 V
A tensão de saída é de 6 volts, ou seja, dois terços da tensão de entrada, exatamente porque R2 representa dois terços da resistência total. A razão de divisão, neste caso, é de aproximadamente 66,7 por cento.
O Efeito de Carga
Um cuidado essencial ao usar divisores de tensão é o chamado efeito de carga. A fórmula clássica assume que nada está ligado à saída, ou que o dispositivo ligado tem resistência infinita. Na prática, quando se liga um componente à saída, este comporta-se como um resistor em paralelo com R2, reduzindo a resistência efetiva desse ramo e, portanto, baixando a tensão de saída em relação ao valor calculado.
Para minimizar este efeito, escolhem-se resistores com valores relativamente baixos face à resistência da carga, ou recorre-se a um amplificador operacional em configuração seguidor de tensão para isolar o divisor. Por esta razão, o divisor de tensão simples é ideal para fornecer tensões de referência a entradas de alta impedância, mas não é adequado para alimentar cargas que consomem corrente significativa.
Aplicações Práticas
Apesar da sua simplicidade, o divisor de tensão está presente em muitos circuitos reais:
- Leitura de sensores: sensores resistivos como termístores, fotorresistências (LDR) e potenciómetros são normalmente ligados num divisor para converter a variação de resistência numa variação de tensão que o microcontrolador consegue ler.
- Tensões de referência: fornecem tensões fixas de referência a comparadores e a entradas de conversores analógico-digitais.
- Ajuste de sinais: reduzem a amplitude de um sinal para o enquadrar na gama de tensões suportada por um circuito.
- Polarização de transístores: definem a tensão de base necessária ao funcionamento correto de transístores em amplificadores.
Conclusão
O divisor de tensão é um circuito simples mas indispensável, capaz de repartir uma tensão em partes proporcionais apenas com dois resistores. A fórmula Vout = Vin · R2 / (R1 + R2) permite prever de imediato a tensão de saída, e a razão de divisão mostra que percentagem da entrada aparece na saída. Convém, no entanto, ter sempre presente o efeito de carga, que pode alterar o resultado quando se liga um dispositivo à saída. Com esta calculadora, basta introduzir Vin, R1 e R2 para obter a tensão de saída e a razão de divisão em segundos.