simulación de circuito

Sí, está correcto en su último ejemplo, asumiendo que un LED rojo con 2.0V sobre él, la corriente será \ $ \ frac {(10-2) V} {470Ω} \ approx 17mA \ $. Para su primer ejemplo, asumo que ya sabe que la resistencia total de algo en paralelo es \ $ \ frac {1} {R} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + \ dots + \ frac {1} {R_n} \ $ y estás luchando para calcular la resistencia total de 100Ω, 200Ω y el LED, ¿verdad? No estoy seguro si es posible hacerlo de esa manera. En su lugar mira cada uno de los caminos actuales. Algunas corrientes fluirán a través de \ $ R_1 \ $ (470Ω) y más adelante a través de \ $ R_2 \ $ (200Ω). Llamemos a esto \ $ I_A \ $ actual. Luego, algo de corriente fluirá a través de \ $ R_1 \ $, a través de \ $ R_3 \ $ y el LED, \ $ I_B \ $.

Llamemos a los voltajes sobre \ $ R_1 \ $, \ $ R_2 \ $ y \ $ R_3 \ $ para \ $ U_1 \ $, \ $ U_2 \ $ y \ $ U_3 \ $. Luego \ $ U_1 = (I_A + I_B) \ veces R_1 \ $, \ $ U_2 = I_A \ veces R_2 \ $ y \ $ U_3 = I_B \ veces R_3 \ $. El voltaje sobre \ $ R_2 \ $ será el mismo que sobre \ $ R_3 \ $ y el LED combinado, es decir, \ $ U_2 = U_3 + U_ {LED} \ $. Ya sabes que el voltaje total en todos los componentes es de 10V. Entonces

\ $ U_1 + U_2 = 10V \ $

\ $ U_1 + U_3 + U_ {LED} = 10V \ $

y esto te da dos ecuaciones con dos incógnitas, \ $ I_A \ $ y \ $ I_B \ $, que es matemática estándar para resolver.

Si lo hace por diversión e interés, entonces, felicitaciones: es una tarea sumamente difícil y lograr resultados buenos y útiles, incluso para un subconjunto de componentes típicos, le llevará meses o años de trabajo, pero ciertamente no lo hará. sé "despistado" en ingeniería eléctrica al final.

Si el objetivo es obtener una herramienta útil y usted está más interesado en el producto final que en el aprendizaje involucrado en su producción, hay muchas maneras más fáciles de obtener una. Hay muchos programas de análisis de circuitos "SPICE" disponibles y algunos extremadamente buenos son completamente gratuitos. Una que es gratuita y también una de las mejores es LT SPICE de Linear Technology .

Si bien su énfasis está en cambiar los reguladores, el programa se puede usar para una amplia gama de tareas de simulación analógica. Dicen -

LTspice IV

• LTspice IV es un simulador SPICE de alto rendimiento, captura de esquemas y visor de formas de onda con mejoras y modelos para facilitar la simulación de reguladores de conmutación. Nuestras mejoras en SPICE han hecho que la simulación de los reguladores de conmutación sea extremadamente rápida en comparación con los simuladores SPICE normales, lo que permite al usuario ver las formas de onda para la mayoría de los reguladores de conmutación en solo unos minutos. En esta descarga se incluyen LTspice IV, modelos macro para el 80% de los reguladores de conmutación de Linear Technology, más de 200 modelos de amplificador operacional, así como resistencias, transistores y modelos MOSFET.

El uso de un programa comercial SPICE no significa que se pierda el proceso de aprendizaje de "cómo funcionan las cosas". Por ejemplo, puede construir sus propios modelos y compararlos con los modelos de programas y ver qué tan bien se ajusta a los suyos y cómo los cambios afectan el resultado. SPICE puede ser una ayuda invaluable para los ingenieros analógicos.

Esto depende de la precisión con la que desee que estén las cosas, por ejemplo, podría describir que un diodo de silicio tiene una caída directa de 0.7V y una característica de I / V aproximadamente exponencial, pero ¿qué pasa con los voltajes inversos? capacitancia de unión? ¿Efectos de temperatura? Mirar la página Wiki sobre el modelado de diodos proporciona buena información sobre cómo realizaría la producción de un modelo matemático de diodo. La fuente de SPICE probablemente sería un excelente lugar para ver un ejemplo práctico de esto. Mire el modelo de diodo promedio en SPICE y verá que, para un componente aparentemente simple, esto puede involucrarse mucho.

No estoy exactamente seguro de cómo funciona SPICE internamente, pero me gustaría ver el análisis nodal y de malla, los solucionadores de matrices y similares. Encontré this que parece dar una idea básica sobre el funcionamiento.

EDITAR - A partir de otros comentarios, parece que está intentando producir un simulador de circuito "fácil de aprender" (corríjame si me equivoco aquí)
Creo que el camino a seguir sería tomar el motor SPICE de Berkeley (que se basa en años de arduo trabajo, casi imposible de emular para una persona) y envolverlo de la forma que desee, por ejemplo. ayuda más instructiva, gráficos, etc. Tenga en cuenta que es casi seguro que esto se haya hecho en alguna parte, aunque probablemente no sea gratis. Hay muchas herramientas profesionales que tomaron el SPICE de Berkeley original (p. Ej., PSPICE; es posible que desee consultar la evaluación de MultiSim de NI por parte de los estudiantes y ver si está cerca del tipo de cosa que está pensando)

En lo que respecta al "patio de recreo electrónico", ese tipo de cosas han existido durante años, y no subestimaría demasiado su utilidad. Después de todo, un simple circuito de transistores o un transformador pueden requerir mucha comprensión. . Creo que ciertamente tienen un propósito para despertar un interés en las cosas.
Supongo que el siguiente paso sería el uso de placas de prueba, placas de desarrollo y un poco más de componentes de libertad, para luego producir PCB y material SMD.