Entendiendo Ohm y Kirchhoff [cerrado]

Básicamente estás en el camino correcto con tu comprensión de la Ley de Ohms y la Ley de Kirchoff.

El concepto de "caída de voltaje" puede sonfundir a los principiantes (sé que eso me hizo a mí). Como dijo un respondedor, la Ley de Kirchoff puede ser reexpresada legítimamente para que signifique que las "caídas de voltaje" a través de los elementos pasivos en un circuito deben ser iguales al voltaje aplicado a ese circuito por la (s) fuente (s) de voltaje. Un "elemento pasivo" es un elemento que no produce ningún voltaje propio; las resistencias son los ejemplos principales.

En su ejemplo, tiene tres resistencias, Kirchoff dice que los 48 voltios deben distribuirse (caer) entre esas tres resistencias. Por lo tanto, la corriente actual a través de las tres resistencias se igualará naturalmente en un valor donde eso se convierta en realidad. La ley de ohmios te dice el valor de esa corriente. La Ley de Kirchoff y la Ley de Ohmios deben "cumplirse" simultáneamente para que exista el equilibrio. Todo tiene que "jugar" juntos: los voltajes a través de las resistencias tienen que sumar hasta 48 voltios Y la relación de corriente a voltaje definida por la Ley de Ohmios también debe existir. Matemáticamente, hay 4 incógnitas: la corriente y las tres caídas de voltaje. Si tiene una inclinación matemática, podría escribir un grupo de ecuaciones simultáneas para resolver el problema. Si solo está tratando de comprender cómo funciona, puede aplicar la ley de Ohm de forma intuitiva y basada en los dos principios (Ley de Ohm y Ley de Kirchoff).

Además, puedes cambiar el valor de la resistencia a cualquier valor que desees, esto simplemente cambiará el equilibrio y terminarás con una corriente diferente y tres caídas de voltaje diferentes en los resistores, pero seguirás cumpliendo con la Ley de Kirchoff (todas las gotas tendrían que sumar hasta 48 voltios) y la Ley de Ohms (la corriente es tal que la tensión en cada resistencia permite que se cumpla la Ley de Kirchoff) - ¡armonía!

¿De qué uso práctico es un circuito como este? Ummm, eso depende de cómo se define "práctico"? ¿Qué uso práctico es un push-up para un jugador de béisbol? Él no va a ir al campo de juego y hacer flexiones. ¿Qué uso práctico es un tornillo de máquina y una tuerca en tu mano? Puede girar la tuerca hacia arriba y hacia abajo de la rosca del tornillo para divertirse. Pero el uso real entra en juego cuando usa ese tornillo y tuerca para montar un gancho de suspensión en un banco de trabajo, o para sostener un eje en el marco de un automóvil.

Su circuito tomado por sí mismo simplemente ilustra los dos principios involucrados. Pero si lo combinara con un amplificador operacional o un comparador, estaría usando los dos voltajes intermedios para realizar una tarea útil en un circuito más complejo. P.ej. pueden proporcionar valores de umbral de voltaje en un circuito comparador, o niveles de referencia en un amplificador basado en amplificador operacional.

Lo que pasa con la Ley de Ohms y la Ley de Kirchoff (y no olvidemos la Ley de Nortons para las corrientes) es que están generalizados en todos los niveles de la electrónica. Se utilizan en todas las disciplinas electrónicas: analógica, digital, RF, televisión, audio, etc., una y otra vez. No irá muy lejos en ninguno de estos campos sin una comprensión firme y profunda de estas "leyes". Y, de hecho, son las "Leyes de la electrónica": nada en la electrónica funciona a menos que siga estas leyes. Créanme, he intentado romperlas varias veces y siempre han tenido éxito en infringirme.

tu primera pregunta:

  

...   Por lo tanto, la caída de voltaje es 17.55V.

     

¿Pero qué significa esto?

     

Usando los mismos cálculos, la caída de voltaje para las diferentes partes del circuito es:

     

Resistor 1: 0.0045 * 5600 = 25.20V   Resistor 2: 0.0045 * 3900 = 17.55V   Resistor 3: 0.0045 * 1200 = 5.40V

     

Y esos suman un total de 48.15 V, por lo que nuestra matemática está cerca pero tiene problemas menores de redondeo.

     

Pero, de nuevo, ¿qué significa esto?

Esto se refiere a la ley de voltajes de Kirchhoff. La suma de todas caídas de tensión en el circuito en serie debe ser igual a la tensión aplicada (esto no es del todo correcto, pero sirve al circuito propuesto y evita complicaciones).

  

¿Significa que aprovechar el circuito entre las resistencias 1 y 2 me daría 22.8V (48V - 25.2V)?

No entiendo esta pregunta. La caída de tensión obtenida para cada resistencia es la tensión que se puede medir con un voltímetro conectado a la resistencia de los pines.

  

Si tengo un componente electrónico sensible que acepta 3V-6V, ¿sería seguro extraer esta energía del circuito después de la resistencia 3?

Definitivamente no . Cualquier circuito conectado a la derivación, modifica completamente el comportamiento del circuito original y, por lo tanto, la caída de voltaje original.

  

...   Dice que puede aceptar 6-20 V (¡pero el USB es 5 V!), Y de alguna manera se ocupa de todo ese exceso de voltaje para proporcionar un 3.3V regulado y estable. ¿Qué magia oscura está teniendo lugar aquí?   ...

El regulador de voltaje es un sistema modernizado , es decir, cuando un circuito está conectado a la salida del regulador, un circuito interno funciona para mantener un voltaje de salida estable . La diferencia entre el voltaje de entrada y la salida es absorbida por el regulador, ya que tiene una "resistencia variable". De acuerdo con el circuito conectado, el circuito regulador interno "establece" el valor de esta "resistencia variable" (en realidad es un transistor, para un regulador lineal) de modo que la tensión se mantenga dentro de un rango específico.

Los reguladores de voltaje son un campo de aplicación específico en electrónica. Hay muchos tipos. En particular, el regulador LM317 es un regulador lineal . Implementa un transistor como elemento de regulación entre la tensión de entrada y la tensión de salida. El control de este transistor permite ajustar su caída de voltaje, de acuerdo con el circuito que desea alimentar.