Aplicações
Os divisores de tensão têm inúmeras aplicações, estão entre os circuitos mais comuns usados por engenheiros elétricos. Aqui estão apenas alguns dos muitos lugares onde você encontrará divisores de tensão.
Potenciômetros
Um potenciômetro é um resistor variável que pode ser usado para criar um divisor de tensão ajustável.
Interno ao potenciômetro está um único resistor e um limpador, que corta o resistor em dois e se move para ajustar a proporção entre as duas metades. Externamente, geralmente são três pinos: dois pinos se conectam a cada extremidade do resistor, enquanto o terceiro se conecta ao limpador de panela.
Se os pinos externos se conectam a uma fonte de tensão (um para o terra, o outro para Vin), a saída (Vout no pino do meio irá imitar um divisor de tensão. Gire o botão potenciômetro totalmente em uma direção e a tensão pode ser zero; virada para o outro lado, a tensão de saída se aproxima da entrada; um limpador na posição intermediária significa que a tensão de saída será a metade da entrada.
Os potenciômetros vêm em uma variedade de pacotes e têm muitas aplicações próprias.Eles podem ser usados para criar uma tensão de referência, ajustar estações de rádio, medir a posição em um joystick ou em toneladas de outras aplicações que requerem uma tensão de entrada variável.
Lendo sensores resistivos
Muitos sensores no mundo real são dispositivos resistivos simples. Uma fotocélula é um resistor variável, que produz uma resistência proporcional à quantidade de luz que detecta. Outros dispositivos como sensores flex, resistores sensíveis à força e termistores, também são resistores variáveis.
Acontece que a tensão é realmente fácil para microcontroladores (aqueles com conversores analógico-digital – ADCs – pelo menos) medir. Resistência? Não muito. Mas, adicionando outro resistor aos sensores resistivos, podemos criar um divisor de tensão. Uma vez que a saída do divisor de tensão é conhecida, podemos voltar e calcular a resistência do sensor.
Por exemplo, a resistência da fotocélula varia entre 1kΩ na luz e cerca de 10kΩ no escuro. Se combinarmos isso com uma resistência estática em algum lugar no meio – digamos 5,6kΩ, podemos obter uma ampla faixa do divisor de tensão que eles criam.
| Nível leve | R2 (sensor) | R1 (fixo) | Razão R2 / (R1 + R2) | Vout |
| Leve | 1kΩ | 5,6kΩ | 0,15 | 0,76 V |
| Dim | 7kΩ | 5,6kΩ | 0,56 | 2,78 V |
| Escuro | 10kΩ | 5,6kΩ | 0,67 | 3,21 V |
Uma oscilação de cerca de 2,45 V da luz para o escuro. Muita resolução para a maioria dos ADCs!
Mudança de nível
Sensores mais complicados podem transmitir suas leituras usando interfaces seriais mais pesadas, como UART, SPI ou I2C. Muitos desses sensores operam em uma tensão relativamente baixa, a fim de conservar energia. Infelizmente, não é incomum que esses sensores de baixa tensão estejam, em última instância, fazendo interface com um microcontrolador operando em uma tensão de sistema mais alta. Isso leva a um problema de mudança de nível, que tem várias soluções, incluindo divisão de tensão.
Por exemplo, um acelerômetro ADXL345 permite uma tensão de entrada máxima de 3,3 V, portanto, se você tentar fazer a interface com um Arduino (suponha que esteja operando a 5 V), algo precisará ser feito para reduzir esse sinal de 5 V para 3,3 V . Divisor de tensão! Tudo o que é necessário é um par de resistores cuja relação dividirá um sinal de 5 V em cerca de 3,3 V. Resistores na faixa de 1kΩ-10kΩ geralmente são os melhores para tal aplicação; let “s
Lembre-se de que esta solução só funciona em uma direção. Um divisor de tensão sozinho nunca será capaz de escalonar uma tensão mais baixa para uma mais alta.
Aplicação, não fazer
Por mais tentador que seja usar um divisor de tensão para reduzir, digamos, uma fonte de alimentação de 12 V para 5 V, os divisores de tensão não devem ser usados para fornecer energia a uma carga.
Qualquer corrente que a carga exigir também terá que passar por R1. A corrente e a tensão em R1 produzem energia, que é dissipada na forma de calor. Se essa potência exceder a classificação do resistor (normalmente entre & frac18; W e 1W), o calor começa a se tornar um grande problema, potencialmente derretendo o resistor ruim.
Isso nem menciona o quão ineficiente uma fonte de alimentação divisora de tensão seria. Basicamente, não use um divisor de tensão como fonte de alimentação para qualquer coisa que requeira uma quantidade modesta de energia. Se você precisar diminuir a tensão para usá-lo como fonte de alimentação, verifique os reguladores de tensão ou as fontes de comutação.