Pregunta del circuito divisor de voltaje

Los comentarios pedantes de la gente sobre las referencias de voltaje y el voltaje de diodo directo son entretenidos para leer, pero no reconocen el problema fundamental de su circuito: usted asume que el nodo "B" será igual a 4.5 V no importa lo que sea conectado a él : esta suposición es incorrecta . Los divisores de voltaje solo brindan un voltaje de referencia que puede "mirar": en el momento en que comienza a extraer la corriente de un divisor de voltaje, comenzará a caer. Para entender por qué, haga una copia de seguridad y recuerde que el voltaje a través de una resistencia es siempre proporcional a la corriente que lo atraviesa. Entonces, si R1 y R2 son iguales, y no hay nada más conectado al circuito (es decir, el diodo se ha ido):

• la corriente que fluye a través de R1 y R2 será la misma (ya que no hay otro lugar al que ir),
• por lo tanto, el voltaje en R1 y R2 será el mismo (a través de la ley de Ohm),
• por lo tanto, el voltaje en el nodo B será de 4.5V , la mitad del suministro de 9V.

Pero! En el momento en que introduce el LED en el circuito, parte de la corriente de R1 fluirá a través de R2, mientras que el resto de la corriente de R1 fluirá a través del diodo. Así:

• la corriente que fluye a través de R1 y R2 no será la misma
• por lo tanto, el voltaje en R1 y R2 no será el mismo
• por lo tanto, el voltaje en el nodo B no será de 4.5V.

Para circuitos prácticos, los divisores de voltaje generalmente se construyen con resistencias de 10k-500k ohmios (para mantener el consumo de energía mínimo). Los LED extraen órdenes de magnitud más potencia que la que ofrecen estas resistencias a voltajes operativos "normales" (como su fuente de 9V). Por lo tanto, su divisor de voltaje no solo va a "caer un poco", sino que se reducirá tanto que apuesto a que no medirá más de un milivoltio en el diodo.

Uso del voltaje de referencia en circuitos prácticos

Hablando en general, e ignorando el LED por ahora (que normalmente no sería alimentado por un voltaje de referencia), si realmente quiere utilizar el voltaje de referencia que genera con un divisor, Necesito alimentar eso en algún tipo de búfer. Este es el ejemplo clásico de un circuito de búfer op-amp de ganancia unitaria. Introduzca la salida del divisor de voltaje en el pin positivo del amplificador operacional, y alimente la salida del amplificador operacional nuevamente en el terminal negativo para proporcionar retroalimentación. Ahora, la salida del amplificador operacional rastreará perfectamente el divisor de voltaje, ¡y en realidad podrás obtener algo de corriente del circuito para hacer algo útil!

Encendido de los LED

Si su objetivo es simplemente alimentar un LED de la batería de 9V, normalmente usará una resistencia en serie (en el lugar de R1) en el rango de 330-1000 ohmios, y no tendrá necesidad de una resistencia en R2 lugar. Si esto no tiene sentido para usted, debería leer sobre el análisis nodal, las leyes de voltaje y corriente de Kirchhoff y la ley de Ohm.

Creo que su pregunta es una buena ocasión para mostrar cómo podemos manejar los circuitos divisores de voltaje que involucran elementos no lineales. Si solo hay partes lineales (resistencias) en el circuito, podemos usar las reglas comúnmente conocidas (Ohm, Kirchoff) para calcular voltajes y corrientes. Sin embargo, cuando se trata de relaciones no lineales, una solución gráfica es la mejor, como se muestra en el dibujo adjunto.

Descripción del método:

• Comenzando con las características diodo , dibujamos la curva I-V exponencial conocida en un diagrama ID-VB (curva sólida).

• Debido a que la corriente I2 a través de R2 está controlada por el mismo voltaje VB, podemos dibujar la línea óhmica I2 = VB / R2 en el mismo diagrama (línea continua).

• Como sabemos que ID + I2 proporciona el I1 actual, construimos la suma de ambas curvas I (adición vertical) I1 = ID + I2 = f (VB) (vea la curva discontinua).

• Tenemos otra expresión para I1 (ley de Ohms): I1 = (9V-VB) / R1 . Esta línea (con una pendiente negativa) también se puede dibujar en el mismo diagrama como una función de VB (línea en negrita).

• Dado que solo hay un punto común para ambas curvas I1 (ambas funciones deben cumplirse al mismo tiempo), podemos encontrar el valor real para VB (punto operativo).

• A partir de este punto, podemos derivar todas las demás corrientes desconocidas.