CircuitLab resuelve el circuito porque no simula efectos como las temperaturas de unión que llegan más allá del límite, por lo que los semiconductores se funden.
Un diodo no es una caída de voltaje fija. La corriente a través de un diodo está relacionada con el voltaje mediante una ecuación exponencial. Esa ecuación exponencial continúa para siempre: para cualquier voltaje imaginable, puede encontrar una corriente. En realidad, hay más de una ecuación porque incluso las ecuaciones son idealizaciones del comportamiento real. Una lectura breve es el artículo de Wikipedia sobre el modelado de diodos.
En la simulación de CC, se olvidó de agregar expresiones para ver la corriente del diodo, una cantidad importante que debe preocupar al diseñador. El solucionador de CC informa que la corriente a través del diodo superior es 2.755A y, a través del inferior, 2.750A (ya que la resistencia toma 0.005 de ella). Sí, los diodos están cayendo 2.5V, pero por medio de dibujar una corriente muy grande. Cada diodo disipa 6.9W. ¿Por qué no busca la hoja de datos del 1N4148 para ver cuáles son los límites reales?
Tal vez el circuito sea realizable. Sin embargo, si es así, ¡no puede estar sin algún mecanismo de enfriamiento criogénico para mantener las temperaturas de la unión dentro de los límites! E incluso si funciona, los resultados probablemente no coincidirán con el DC Solver de CircuitLab: el voltaje entre los diodos no estará exactamente a la mitad entre 0 y 5.
Una forma en que puede resolver el circuito "imposible" es imaginando que los diodos tienen una resistencia en masa que se aproxima mediante una pequeña resistencia en serie (y luego los trata como una caída de voltaje fija):
Esto no es físicamente correcto y aún ignora la realidad de que los diodos serán destruidos, pero es una forma de reproducir los resultados del DC Solver. (Las cifras de 650 \ $ m \ Omega \ $ están preparadas para que funcionen aproximadamente a los mismos valores, al tiempo que se mantienen los supuestos de 700 mV).
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Si hace doble clic en el símbolo del diodo, verá que el valor real que utiliza CircuitLab para una resistencia en serie en el diodo (parámetro R_S) es 0.568 \ $ \ Omega \ $. Un poco menos que arriba, lo que significa que CircuitLab calculó un voltaje más alto en la unión PN que 0.7. Si vamos con 0.568, significa que la caída de voltaje (V = IR) a través de esta resistencia es aproximadamente 2.755A * 0.568, o aproximadamente 1.56V. Dos caídas de voltaje de 1.565 V dejan 0.935 V en cada diodo. Es decir. CircuitLab aplicó alguna fórmula exponencial para determinar el voltaje directo, que se resolvió a 0.935V en consideración con R_S.
En lo que respecta a su segundo circuito, no puede resolverse porque no es válido. No puede conectar las fuentes de voltaje ideales en paralelo a menos que tengan exactamente el mismo voltaje, en cuyo caso no tiene sentido porque son equivalentes a una sola fuente de voltaje con ese voltaje. Si dos fuentes de voltaje desiguales están en paralelo, se cortocircuitan entre sí: su voltaje de diferencia se enfrenta a una impedancia de cero ohmios. Las fuentes de voltaje ideales no existen en el mundo real, pero a los dispositivos que intentan comportarse de forma similar a las fuentes de voltaje ideales tampoco les gustará que se conecten entre sí de esa manera.
Apéndice: aplicación de la fórmula de Shockley a las cifras de CircuitLab .
$$ I = I_S \ left (e ^ {V_D / (nV_T)} - 1 \ right) $$
Ya sabemos que la corriente final \ $ I \ $ es 2.755 A, que junto con la resistencia en serie R_S indica que la caída de voltaje en el diodo debe ser de aproximadamente 0.935. Veamos si ese 0.935 funciona de nuevo a la corriente. \ $ V_D \ $ es solo esa caída de voltaje. El valor \ $ n \ $ (factor de idealidad) se da en el modelo de CircuitLab para el diodo. Es el 1.752. Asumamos 26 mV para \ $ V_T \ $, el voltaje térmico. El valor \ $ I_S \ $ también se da: 2.92E-9.
Resumiendo los números, obtenemos \ $ I = 2.92 \ times10 ^ {- 9} \ left (e ^ {0.935 / \ left (1.752 \ times0.026 \ right)} - 1 \ right) = 2.397A \ $
Esto está en el estadio de béisbol del valor actual de 2.755. Obviamente, CircuitLab no utiliza esta fórmula, sino una fórmula más avanzada en la que entran en juego esos otros parámetros del diodo.
