Voltage divider : 
il partitore di tensione

Partitore per ridurre una tensione di alimentazione ?

Sembra necessaria anche una qualche parola sul fatto che il partitore non è per nulla adeguato a trattare potenza, ovvero correnti elevate.
Non è che non sia possibile realizzare un partitore resistivo "di potenza", ma l' energia persa in calore in questa situazione e la necessità di utilizzare costosi resistori lo rende una scelta non sensata.

Ricordiamo che il "partitore" in inglese è un "voltage divider", un divisore di tensione e non di corrente o di potenza. Ai capi della R2 possiamo misurare la tensione, ma se preleviamo una corrente elevata, la situazione diventa critica.

Infatti, se R3 è molto minore di quanto imposto per R2, la sua presenza produce una richiesta di corrente pari o maggiore di quella che passa in R2.  Questa corrente dovrà essere sommata a quella propria del partitore e influirà sulla caduta di tensione ai capi di R1, aumentandola. E aumentandone la dissipazione di calore.

Per questa ragione un partitore resistivo non è sicuramente la migliore idea per risolvere situazioni in cui il carico assorba una corrente significativa rispetto a quella richiesta dal partitore stesso.

Se consideriamo la corrente di ingresso del partitore, essa sarà la somma della corrente che passa in R1+R2 e di quella che passa in R1+R3, ovvero Vin = Iin  (R1 + R2||R3)  da cui: Vout = Iin  * R2||R3  In queste condizioni il rapporto di divisone del partitore dipenderà dal valore di R3 e non sarà possibile scegliere R1 e R2 a piacere.   Quanto più il valore della corrente di uscita aumenta, ovvero il valore della R3 si abbassa, tanto più il partitore resistivo diventa improponibile.

Ad esempio, se la R3 assorbisse 2A a 5V, ovvero avesse il valore di 2.5 ohm e la Vin fosse 12V, occorrerebbe una R2 = R3 =  2.5Ω e una R1 = 1.75Ω, il che sarebbe assurdo:

• nella R1 circolerebbero ben 4A, con una dissipazione di 28W

• nella R2 circolerebbero 2A, con una dissipazione di 20W

con una potenza dissipata totale di 48W rispetto ai soli 10W richiesti dal carico !

Se si osserva meglio, in una applicazione in cui è necessaria essenzialmente non una divisione della tensione, ma una sua riduzione, una singola resistenza in serie è più che adeguata. Infatti, volendo ottenere una tensione di 5V con un carico di 2A a partire da una tensione di 12V, basterà creare una caduta di tensione sulla R1 di 7V: R1 = Vr1 / Iout = 7 / 2 = 3.5 Ω con una potenza persa di: Pr1 = Vr1 * Iout = 7 * 2 = 14 W E' evidente che in un caso del genere un partitore non ha senso, richiedendo una corrente addizionale, inutile, nella R2.

Va da se che, sia nel caso di un partitore, sia in quello di una semplice resistenza in serie,  la corrente assorbita dal carico è l' elemento determinante della tensione al carico. 
Infatti, se la corrente assorbita è costante, posso calcolare con precisione sia gli elementi del partitore, sia il valore della resistenza in serie. 
Ma se la corrente in  R3 varia, la caduta su R1 varierà in corrispondenza, dato che nessuna delle due configurazioni, utilizzando solo componenti passivi, fornirà una qualche stabilizzazione. In compenso, si avrà una perdita di potenza sulla resistenza serie o su entrambe nel caso del partitore.
Dunque, a meno di dover alimentare un carico veramente insensibile alle variazioni della tensione, un trattamento della potenza attraverso soli componenti passivi è semplice, sì, ma raramente sensato.

Una riduzione della tensione di alimentazione per un qualsiasi carico con corrente variabile, in continua sarà validamente ottenuta con un regolatore di tensione lineare, o meglio, switch mode.
Invece, dove si abbia a che fare con alimentazioni in correnti alternate, il partitore resistivo sarà validamente sostituito da un trasformatore, o autotrasformatore.