Circuitos equivalentes con una o varias resistencias

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Estoy diseñando un circuito pero estoy enfrentando un diseño repetitivo que requiere demasiados resistores. El problema se reduce a responder si los siguientes dos circuitos son equivalentes en términos de caídas de voltaje:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

simular este circuito

Tenga en cuenta que en realidad hay resistencias n : R2, R3, ... Rn. Todos los valores son conocidos y pueden ser diferentes entre sí (R2 < > R3 < > R4 < > ... < > Rn) y R1, R2, .. Rn tienen los mismos valores en ambos escenarios (el los valores en el dibujo son incorrectos). La pregunta es como sigue: ¿Es la caída de voltaje en R2, R3, ..., Rn igual en ambos escenarios?

    

2 respuestas

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¡Claramente no!

Considere si R2 es 0 ohmios, entonces en el circuito operativo NO se desarrolla VOLTAJE en ninguno de los R2-Rn porque todos están cortocircuitados por el 0 ohmios R2. Claramente, en el primer circuito, el voltaje es el MISMO en todas las resistencias R2-Rn porque están en paralelo.

En el segundo caso, tiene un número de divisores de potencial individuales, por lo que tener una resistencia de cero ohmios para R2 solo significa que la caída de voltaje en R2 es cero, no dice nada sobre R3-Rn, ya que todos pueden tener diferentes valores y formas divisores potenciales.

    
respondido por el Dan Mills
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TL; DR No, a menos que cambie \ $ R1 \ $ , e incluso entonces no en circuitos prácticos.

En el circuito 1, la corriente para las cuatro resistencias inferiores fluye a través de R1.

En el circuito 2, no hay tal flujo de corriente común. La corriente a través de cada uno de los R1 solo será la de una resistencia inferior.

En su caso, el segundo circuito dividirá el voltaje por dos en cada rama. El primer circuito dividirá el voltaje entre cinco.

Puedes hacer un cálculo simple para entender que este es el caso.

Circuito 1

Puede encontrar la resistencia efectiva del conjunto de resistencias paralelas inferior en el primer circuito, si tiene \ $ n \ $ resistencias iguales \ $ R_b \ $ en paralelo, entonces la resistencia efectiva total es \ $ \ frac {R_b} {n} \ $ .

Usando la ecuación de divisor potencial, puedes calcular que el voltaje en el nodo central será

$$ V_o = V_i \ times \ frac {R_b / n} {R_b / n + R_t} = V_i \ times \ frac {R_b} {R_b + nR_t} $$

Circuito 2

Para el segundo circuito, efectivamente tiene \ $ n \ $ sucursales independientes. Para calcular el voltaje del nodo central en cada circuito, el cálculo es simple:

$$ V_o = V_i \ times \ frac {Rb} {Rb + Rt} $$

Summary

Como se puede ver en las ecuaciones, para cualquier valor de \ $ n \ ne1 \ $ , el voltaje en el nodo central de cada resistencia inferior será diferente .

Sin embargo, hay una manera de hacer que sean iguales, y es cambiar el valor de \ $ R_t \ $ . Al configurar \ $ R_ {t \ space (circuit \ space2)} = n \ times R_ {t \ space (circuit \ space1)} \ $ , luego los dos Las ecuaciones serán iguales.

Sin embargo , esto solo funciona para resistencias ideales . En la práctica, nunca obtendrá \ $ n \ $ resistores iguales. Cada una será diferente. Como tal, la caída de voltaje a través de la resistencia inferior en cada rama del circuito 2 no será igual. En el circuito 1, las caídas de tensión siempre serán iguales.

Las ecuaciones anteriores asumen que todas las resistencias inferiores son las mismas . Sin embargo, es bastante posible calcular las ecuaciones de una manera similar para la causa cuando las resistencias inferiores son diferentes, en lugar de tener \ $ \ frac {R_b} {n} \ $ Tendrías cualquiera que sea la combinación paralela de las resistencias. Para el circuito 2, terminarías con un valor diferente de \ $ nR_t \ $ para cada rama.

Incluso con valores diferentes, los dos circuitos producirán resultados diferentes, por lo que la conclusión no cambia.

    
respondido por el Tom Carpenter

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