Nella pratica o meglio nella realtà elettrico lavorativa, può capitare di trovarsi davanti ad un circuito in cui la tensione di alimentazione per un piccolo dispositivo o parte di circuito sia ricavata da un partitore di tensione, o trovarsi davanti ad un circuito di misura in cui il partitore di tensione svolge un ruolo determinante per la misura stessa. Pertanto oltre che didatticamente è altresi importante aver ben presente il funzionamento di questo circuito perchè potrebbe tornarci utile qualora lo incontrassimo, in quei circuiti in cui può esserci il bisogno di avere un valore di tensione differente.
Il partitore di tensione è in genere realizzato con dei resistori collegati in serie, e questo perchè ai capi di ogni resistore si trova una parte della tensione di alimentazione di tutto il ramo serie.
Ora considerando lo schema di seguito rappresentato,[1] di un generico partitore di tensione:
La tensione presente ai capi di un resistore, è data dal prodotto della tensione di alimentazione Va che alimenta la serie ed il resistore che ci interessa Ru diviso dalla somma delle resistenze:
VU = Va ( Ru / ΣR ) infatti VU = Ru I = Ru ( Va / ΣR)
La tensione distribuita nel ramo serie, e quindi su tutti i resistori è direttamente proporzionale al valore della loro resistenza; qualora in derivazione al resistore Ru si dovesse collegare un carico che sia anch’esso resistivo, nel calcolo del partitore si dovrà considerare anche questo resistore, o meglio il parallelo Ru e nuovo resistore in derivazione.
Ora supponiamo di avere, una tensione Va di alimentazione disponibile di 15 V ed a noi occorre una Vu tensione di 5V.
A questo punto possiamo sfruttare il nostro partitore di tensione, secondo lo scheda di figura 2:
quindi dobbiamo calcolarci i valori di resistenza dei resistori R1 ed Ru attraverso le relazioni:
Vu = Va ( Ru / Ru + R1 ) – Vu / Va = Ru / Ru + R1
ora sostituendo alla relazione i valori che sono noti
Ru / Ru + R1 = 5 /15 = 1 / 3 – Ru + R1 = 3 Ru R1 = 2 Ru
La relazione consente di determinare solo il rapporto fra i resistori, e non il loro valore, quindi si può fissare arbitrariamente uno dei due resistori e calcolare il secondo, oppure si stabilisce il valore di intensità di corrente che deve attraversare il partitore e di conseguenza si determina il valore della resistenza complessiva.
Un esempio pratico.
Abbiamo disponibile una tensione di alimentazione di 9 V e ci necessita di alimentare un diodo led, (il solito e diffusissimo LED 😀 ) pertanto la tensione necessaria è di 3 V.
Ora sappiamo che un diodo led si polarizza in corrente e non in tensione pertanto, dovremo limitare l’intensità di corrente nel ramo del partitore di tensione, che in questo senso ci viene a favore, infatti considerando un’intensità di corrente di 20 mA, ovvero di 0,02 A potremmo calcolarci il valore del resistore con la nota legge di Ohm:
R = V / I = 9 / 0,02 = 450 Ω
lo schema molto semplice è del tipo in figura [3]:
ora poichè la tensione a noi necessaria è di 3 V, ovvero 1/3 della tensione di alimentazione, il valore della Ru a cui derivare il diodo led, sarà 1/3 della R1 ovvero:
Ru = 450 / 3 = 150 Ω
a questo punto, il partitore si compone di due resistori serie, uno di 330Ω ed uno di 150Ω ,(valori standard), dove in derivazione al resistore di 150 Ω sarà collegato il nostro diodo led , come in figura [4]
Procurarsi due resistori, un diodo led ed una bradboard con una batteria da 9V non è stato difficile, e cosi ho messo in pratica i conti fatti, e a quanto pare ha funzionato…
misurando la tensione a vuoto (senza il carico del diodo led) ai capi di Ru si trovano 2,75 V leggermente inferiori ai 3 V calcolati,
ma ci può stare se si considerano le resistenze di contatto che offre il cablaggio in bradboard, le tolleranze dei componenti e dello strumento di misura ed il fatto che a monte abbiamo un resistore di 330 Ω in luogo dei 300 Ω previsti .. ci può stare, e poi aggiungiamo pure che tenere i puntali in misura e scattare una foto non è semplice … 
Credo sia importante osservare, che l’esempio riportato sia considerabile in virtù della piccola intensità di corrente in gioco, in quanto l’utilizzo di resistori per pilotari carichi o utilizzatori generici, non è consigliabile in quanto se sono in gioco intensità di correnti considerevoli parimenti si avrà in gioco potenza considerevole e quindi energia che in gran parte sarà dissipata e dispera in calore dal resistore stesso.
Questo per dire che simili applicazioni sono accettabili per correnti dell’ordine di decine di mA e non oltre, questo non significa che il partitore di tensione non trovi applicazioni in elettronica analogica, se ne può immaginare ad esempio l’utilizzo nelle reti di polarizzazione dei transistor o in molte altre applicazioni circuitali, è comunque a mio umile avviso averlo sempre ben presente questo semplice circuito: il partitore di tensione.
Per me è stato un piacevole ripasso, e chissà che non debba approfondirlo, spero sia utile anche ai lettori.
Salve iacopo.
Da quanto hai scritto mi sembra di capire che suggerisci di sostituire la r2, ovvero la ru nello schema rappresentativo del partitore di tensione dell’esempio utilizzato, con un resistore da 1 Mohm in luogo di quello da 150 ohm, ottenendo un’efficienza maggiore e il diodo led sarà attraversato dai 20 mA anzichè scorrere nel resistore da 1 Mohm.
Non mi è molto chiaro come suggerimento, perchè se inserisci il resistore da 1 Mohm in serie a quello da 330 ohm l’intensità di corrente che interesserà il ramo serie sarà differente, ma altresì sarà differente la tensione ai capi del resistore da 1 Mohm che potrebbe non essere adatto al valore di tensione diretta di polarizzazione del diodo led.
Ora poichè potrei non aver capito bene, il tuo suggerimento se ti va puoi indicarmi meglio quanto hai suggerito supportandolo dai relativi passaggi matematici.
Ciao
se metti r2= 1 megaohm avrai 3 volt di vout con carico collegato e efficienza molto maggiore perché pressoché tutti i 0.02 amp passeranno dal led e non da r2