¿Las declaraciones “los circuitos / componentes solo dibujarán la corriente que necesitan” y “V = IR” se contradicen? [duplicar]

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Lo que me gustaría saber es cómo podemos resolver las dos afirmaciones: "Los circuitos / componentes lineales solo dibujarán lo que necesitan" y "V = IR". Parece que se contradicen entre sí, en mi opinión. Con un voltaje dado y una resistencia dada, la corriente será establecida por estas dos propiedades en el circuito, independientemente de "la necesidad de los componentes actuales". Si esto también pudiera explicarse matemáticamente, también creo que sería mejor ... estas analogías parecen limitadas después de cierta profundidad ...

    
pregunta Mr. Meeseeks

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Es incorrecto decir que "los componentes solo extraen lo que necesitan del circuito". Esa declaración parece estar relacionada con preguntas como: "Tengo una fuente de alimentación con una capacidad nominal de 2 amperios y la conecté a un dispositivo que solo necesita 1 amperio. ¿Dará la fuente de alimentación demasiada corriente a mi dispositivo?" La respuesta debería ser algo como: "La fuente de alimentación determina solo el voltaje suministrado y la corriente disponible. Las características del dispositivo conectado determinan la cantidad de corriente que se extraerá de la fuente de alimentación". A menudo, las características del dispositivo conectado están bien descritas por la ley de ohmios. Sin embargo, hay muchos dispositivos que tienen características que no están bien descritas por la ley de ohmios. Sin embargo, son las características del dispositivo las que determinan la corriente en la mayoría de los casos. Si el suministro tiene una gran influencia en la corriente consumida, es probable que haya un problema con el dispositivo conectado o que la fuente de alimentación tenga un voltaje incorrecto.

Por supuesto, existe una fuente de alimentación de fuente de corriente. En ese caso, la fuente de alimentación suministra el voltaje necesario para forzar una corriente establecida a través de la carga.

    
respondido por el Charles Cowie
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dibuja lo que necesitan del circuito

No creo que esta declaración se refiera a componentes individuales. Ponga demasiada corriente a través del LED para que se dañe o se destruya. Si pones demasiada tensión en él, puede suceder lo mismo.

Un conjunto o un sistema de componentes o, para ser más específico, todo el circuito de un dispositivo como un teléfono móvil o una computadora portátil tiene la capacidad de protegerse a sí mismo, más de lo que tiene un solo componente (por ejemplo: un transistor ). Puede apagar la carga si no le gusta la entrada que le da. Dada una tensión correcta, de hecho tomará la corriente que necesita.

Sin embargo, tenga en cuenta que ningún dispositivo es invencible: en algún momento, con una corriente o voltaje demasiado grandes o demasiado altos, puede dañarlos o destruirlos por completo. Digamos que tiene un convertidor elevador que no tiene comentarios de su salida y quiera cargar su teléfono con él. Si el teléfono no lo acepta e interrumpe la carga, el voltaje de salida puede saltar a un valor alto y quemarlo.

En general, tienes razón. Puede sonar ambiguo.

    
respondido por el Daniel Tork
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los componentes solo "dibujan lo que necesitan del circuito"

Para componentes lineales simples que es cierto en el nivel de componente.

Una mejor declaración sería:

  

Un circuito solo extrae lo que necesita de la fuente de alimentación.

Un LED por sí mismo intentará extraer lo que cree que necesita de la fuente y, si esa tensión de alimentación está por encima del voltaje directo del LED, entonces el LED piensa que necesita dibujar un infinito cantidad (para un LED "ideal") de corriente del suministro. Sin embargo, sabemos que es mejor, así que incluimos una resistencia que solo querrá una corriente mucho más pequeña, y dado que la misma corriente fluye a través de todos los componentes en serie, el LED recibe su suministro de corriente acelerado a un nivel en el que no estalla.

Un LED es un dispositivo no lineal en el sentido de que la resistencia no es un valor fijo, cambia según la tensión que se le aplique: cuanto mayor sea la tensión, menor será la resistencia. El voltaje es demasiado alto y la resistencia bajará demasiado, por lo que la corriente consumida será demasiado grande para que el pobre pequeño LED lo maneje, y explotará por completo (literalmente, en algunos casos).

    
respondido por el Majenko
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Un circuito adecuadamente diseñado extrae lo que necesita de la fuente de alimentación. Las partes individuales y básicas utilizadas en un diseño no necesariamente hacen eso. (Si son circuitos diseñados apropiadamente por sí mismos, como podría ser un IC, tal vez sí dibujen lo que necesitan. Pero esos son sistemas y están diseñados , luego.) Los componentes pasivos, como resistencias, condensadores e inductores, no son circuitos diseñados adecuadamente. Son elementos del circuito que pueden usarse para hacer un circuito diseñado adecuadamente.

Un LED es un elemento de circuito, no un circuito diseñado adecuadamente. (Bueno, normalmente no lo son, aunque algunos pueden venir con un IC diseñado para algún propósito incorporado). Es más complicado, matemáticamente, que una resistencia. Pero no es mucho más complejo. Un diodo como un comportamiento de sesgo invertido y un comportamiento sesgado hacia adelante, que son diferentes. Así que de inmediato tienes un problema de polaridad que lo hace un poco más complejo que una resistencia.

Más allá de eso, el comportamiento sesgado hacia adelante de un LED es algo complicado. Puede tomar una vista muy simple para el caso sesgado hacia adelante, y simplemente modelarlo como \ $ V_I \ approx V_ {fwd} + I \ cdot R_ {on} \ $, donde \ $ R_ {on} \ $ y \ $ V_ {fwd} \ $ son parámetros del dispositivo determinados por la parte específica que ha elegido y \ $ I \ $ es la corriente a través de él y \ $ V_I \ $ es la caída de voltaje en esa corriente. Es una función simple. Pero es más complicado que el de una resistencia. Y además, solo es bueno para una gama relativamente pequeña de corrientes. Y ... bueno, la temperatura también importa mucho a un LED. Por lo tanto, se complica aún más cuando requiere que se incluya la temperatura del LED.

Un modelo un poco más complejo del LED sería algo como esto: \ $ V_I = \ frac {n \ cdot k \ cdot T} {q} \ cdot \ ln (\ frac {I} {I_s}) + I \ cdot R_s \ $. \ $ n \ $ es el coeficiente de emisión, \ $ k \ $ es la constante de Boltzmann, \ $ T \ $ es la temperatura (generalmente en grados Kelvin), \ $ q \ $ es el cargo de un electrón (en Coulombs) , \ $ R_s \ $ es la resistencia óhmica presente en los contactos y contactos del dispositivo, y \ $ I_s \ $ es la corriente de saturación intrínseca del dispositivo. Usando eso, obtenemos la resistencia del LED como algo así como: \ $ R = \ frac {d V_I} {d I} = \ frac {n \ cdot k \ cdot T} {q \ cdot I} + R_s \ $ . Tenga en cuenta que incluso esto es incorrecto de usar cuando se incluye la temperatura, porque \ $ I_s \ $ en sí también depende de la temperatura, como una función en cubos, y funciona de manera opuesta. (La ecuación completa no sería posible siquiera publicar aquí. He hecho el cálculo anteriormente y es terriblemente complejo).

Y eso es solo un simple diodo / LED.

No es ohmico porque no actúa como una resistencia en una amplia gama de corrientes y voltajes. Su resistencia depende de la corriente que fluye a través de ella. Eso por sí solo es suficiente para complicar mucho las cosas. (Si toma el punto de vista del cálculo y ve la resistencia como \ $ \ frac {d V_x} {d I_x} \ $, donde \ $ x \ $ es un vector de parámetros de control, entonces tal vez todo sea Ohmico en este infinitesimal perspectiva. Pero entonces el término también pierde su significado.)

Agregar una resistencia en serie a un LED ayuda porque la tensión en el LED no varía mucho según la corriente. Si cambia el voltaje a través de un LED hacia arriba en tan solo unos 100 mV, un simple error que cometió, es posible que vea que la corriente aumenta en un factor de 10. ¿Pero una resistencia? Si aumentara la corriente en un factor de 10, requeriría 10 veces el voltaje para hacerlo. Por lo tanto, la resistencia en serie limita la corriente en el LED porque su caída de voltaje responde mucho más fuertemente a los aumentos de corriente (o disminuye). Eso ayuda a hacer que la corriente en el LED sea más predecible, de una manera que es tan serio que significa la diferencia entre trabajar y no trabajar. Y una resistencia es barata, también. Hacer que un circuito funcione bien y hacerlo barato es algo bueno, por cierto.

    
respondido por el jonk

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