Circuitos Divisores de Corriente: Teoría, Fórmula y Aplicaciones Prácticas

Una red paralela a menudo se llama divisor de corriente porque divide la corriente total de alimentación en fracciones predecibles que dependen solo de las resistencias de rama. Este comportamiento es una consecuencia directa de la Ley de Ohm y el hecho de que todos los elementos paralelos comparten el mismo voltaje.

Para ilustrar, considere el siguiente circuito paralelo simple alimentado por una fuente de 6 V. Las resistencias están etiquetadas R1, R2 y R3 con valores que producen corrientes de rama de 6 mA, 2 mA y 3 mA, respectivamente.

Como el voltaje a través de cada rama es 6 V, la corriente a través de cada resistencia sigue directamente de la Ley de Ohm: I = V / R. Llenando la tabla se obtienen las corrientes de rama mostradas arriba.

Sumando las corrientes de rama se obtiene la corriente total suministrada por la fuente:

Usando la Ley de Ohm de nuevo, la resistencia total de la red se calcula como RTotal = V / ITotal = 6 V / 11 mA ≈ 545 Ω. Alternativamente, aplicando la fórmula de resistencia en paralelo a las resistencias individuales se obtiene el mismo resultado.

Observe cómo la corriente a través de cada resistencia es inversamente proporcional a su resistencia. Por ejemplo, R1 lleva el doble de corriente que R3 porque tiene la mitad de la resistencia.

Cambiar el voltaje de alimentación escala todas las corrientes de rama proporcionalmente, pero las razones entre ellas permanecen inalteradas. Incluso si el voltaje de fuente se cuadruplica, la fracción de la corriente total que fluye a través de cada rama es constante.

Derivando la Fórmula del Divisor de Corriente

Reorganizando la Ley de Ohm para una sola rama y reconociendo que el voltaje a través de cada rama es idéntico, obtenemos la expresión compacta:

Esta ecuación establece que la corriente a través de la resistencia Rn es igual a la corriente total multiplicada por la razón de la resistencia total de la red al valor de esa resistencia. Es una forma rápida de calcular cualquier corriente de rama cuando se conocen la corriente total y las resistencias.

Ejemplo Usando la Fórmula

Re-examinando el circuito original, podemos calcular las corrientes de rama directamente de la corriente total (11 mA) y la resistencia total (≈545 Ω) sin resolver cada rama individualmente:

Comparando esto con la ecuación del divisor de voltaje clarifica la diferencia: en un divisor de voltaje, la razón es Rn / RTotal; en un divisor de corriente, la razón es RTotal / Rn. Recuerde, ambas razones deben ser menores que uno porque cada una representa una fracción del total.

Cuándo Usar la Fórmula del Divisor de Corriente

Los circuitos divisores de corriente son esenciales en sistemas de medición donde solo una fracción de la corriente de carga puede ser ruteada seguramente a un detector sensible. Por ejemplo, en un circuito de medidor eléctrico, una resistencia shunt se dimensiona usando la fórmula del divisor de corriente para que un porcentaje preciso de la corriente de línea alcance el elemento sensor del medidor.

Conclusiones Clave

• Las redes paralelas dividen la corriente total entre ramas según sus resistencias: In = ITotal · (RTotal / Rn).
• La razón de corriente entre cualquier rama y la corriente total es independiente del voltaje de fuente.
• En un divisor de corriente, la resistencia total es siempre menor que cualquier resistencia de rama individual, así que la razón en la fórmula es RTotal / Rn.
• Medidores eléctricos y otros dispositivos de medición usan este principio para crear corrientes escaladas precisas para sensores.

Más Aprendizaje

• Hoja de Trabajo de Circuitos Divisores de Corriente