Calculadora de Electrónica

Calculadora de Electrónica

Elegir la combinación de resistencias correcta es una de las tareas más habituales al diseñar o crear el prototipo de un circuito. Esta calculadora toma dos valores de resistencia y muestra al instante la resistencia total para las configuraciones en serie y en paralelo, de modo que puedas comparar disposiciones sin recurrir al lápiz. También muestra la relación R1:R2 para el trabajo con divisores de tensión, lo que la hace útil para todo, desde resistencias limitadoras de corriente de LED hasta redes de ganancia de amplificadores operacionales.

Cómo Se Calculan la Resistencia en Serie y en Paralelo

Para las resistencias en serie, la corriente fluye a través de ambos componentes de forma secuencial, por lo que la resistencia se suma directamente: R_total = R1 + R2. Para las resistencias en paralelo, la corriente se divide entre dos caminos, lo que reduce la resistencia total: R_total = (R1 x R2) / (R1 + R2). El resultado en paralelo siempre es menor que la más pequeña de las dos resistencias. La salida del divisor de tensión es Vout = Vin x R2 / (R1 + R2), que depende directamente de la relación R1:R2 que muestra la calculadora.

Ejemplos Resueltos

Escenario 1 -- Resistencia limitadora de corriente de un LED a partir de dos valores de stock Una fuente de 5 V necesita alimentar un LED con una tensión directa de 2 V a 20 mA. La resistencia requerida es (5 - 2) / 0.020 = 150 ohm. Ningún valor estándar E12 individual alcanza exactamente los 150 ohm. Colocar una resistencia de 100 ohm y otra de 47 ohm en serie da 147 ohm, suficientemente cerca a 20.4 mA.

Escenario 2 -- Poner una entrada a nivel bajo con un par en paralelo Un pin de entrada de Arduino necesita una resistencia de pull-down de 33 kohm, pero en la mesa solo hay resistencias de 47 kohm y 82 kohm. Resultado en paralelo = (47000 x 82000) / (47000 + 82000) = 29.9 kohm -- un sustituto razonable para un pull-down de 33 kohm.

Escenario 3 -- Divisor de tensión para un microcontrolador de 3.3 V que detecta una señal de 5 V Relación objetivo: 3.3/5 = 0.66. Usando R1 = 10 kohm y R2 = 20 kohm se obtiene Vout = 5 x 20/(10+20) = 3.33 V -- dentro del 1% del objetivo. El total en serie es 30 kohm, lo que limita la carga sobre la fuente.

Tabla de Referencia de Combinaciones de Resistencias

Cuándo Usar Esta Calculadora

• Seleccionar una resistencia en serie para fijar la corriente a través de un LED o un sensor cuando no existe un único valor de stock que coincida
• Diseñar un divisor de tensión para conectar un periférico de 5 V a la entrada de un microcontrolador de 3.3 V
• Combinar dos valores estándar de la serie E en paralelo para alcanzar una resistencia objetivo que no está disponible como un solo componente
• Comprobar el reparto de potencia en un circuito en serie antes de elegir la potencia nominal de cada resistencia
• Verificar la resistencia efectiva de un circuito existente cuando dos resistencias aparecen en paralelo en una placa de circuito impreso

Errores Comunes

1. Esperar que la resistencia en paralelo sea un promedio -- dos resistencias de 100 ohm en paralelo dan 50 ohm, no 100 ohm; la resistencia en paralelo siempre queda por debajo del menor valor individual
2. Ignorar la disipación de potencia -- una resistencia de 100 ohm que conduce 100 mA disipa P = I^2 x R = 0.01 x 100 = 1 W; una resistencia estándar de 0.25 W se sobrecalentará y fallará
3. Usar valores nominales sin tener en cuenta la tolerancia -- una resistencia de 10 kohm al 5% podría estar en cualquier valor entre 9.500 y 10.500 ohm, desplazando la salida de un divisor de tensión hasta en un 5%
4. Confundir serie y paralelo en un esquema -- las resistencias que comparten ambos nodos están en paralelo; las resistencias que comparten solo un nodo y conducen la misma corriente están en serie

Contexto y Aplicaciones

Las combinaciones de resistencias aparecen en toda la electrónica. En los circuitos de audio, dos resistencias emparejadas de 75 ohm en paralelo forman una impedancia precisa de 37.5 ohm para la terminación de líneas de vídeo. En el acondicionamiento de sensores, una resistencia fija de 10 kohm combinada con un termistor de 10 kohm crea un divisor de tensión sensible a la temperatura cuya salida cambia aproximadamente 4 mV por grado Celsius cerca de la temperatura ambiente. Las redes de realimentación de amplificadores operacionales fijan la ganancia eligiendo R_realimentación y R_entrada en una relación determinada -- una realimentación de 100 kohm y una resistencia de entrada de 10 kohm dan una ganancia no inversora de (1 + 100/10) = 11x. En los circuitos de microcontroladores, una de 4.7 kohm y una de 10 kohm en paralelo en las líneas de pull-up del bus I2C mantienen los tiempos de subida lo bastante rápidos para la comunicación Fast Mode a 400 kHz.

Consejos

1. Dos resistencias iguales en paralelo siempre dan exactamente la mitad de la resistencia individual -- usa esto como una comprobación rápida de tu resultado
2. Para tres resistencias en paralelo, combina las dos primeras con esta calculadora y luego combina ese resultado con la tercera
3. Las resistencias estándar E12 cubren valores comunes espaciados aproximadamente un 20%: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 -- mezclar dos valores E12 en serie o en paralelo permite alcanzar casi cualquier objetivo
4. La fórmula del divisor de tensión asume una corriente de carga despreciable; si el circuito posterior consume más de 1/10 de la corriente del divisor, usa un amplificador de aislamiento o elige valores de resistencia más pequeños
5. Al hacer prototipos en protoboard, mide la resistencia combinada real con un multímetro antes de energizar el circuito -- la resistencia de contacto y el cableado pueden añadir varios ohmios
6. Etiqueta tus resistencias antes de instalarlas; una de 1 kohm y una de 10 kohm parecen idénticas por su tamaño; leer las bandas de colores o usar un medidor evita sustituciones con el valor equivocado