Cálculo de voltaje en un circuito simple

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Si tuviera una batería de 12 V y quisiera usar un LED que usara 2 V y 20 mA, entonces necesito una resistencia que caiga 10 V y proporcione suficiente resistencia para producir una corriente de 20 mA. Por lo tanto, usaría R = V / I = R = 10 / 0.020 = 500 Ohms.

Por lo tanto, necesitaría una resistencia de 500 ohmios. Creo que esto es correcto hasta ahora?

Mi confusión viene de cuando miramos el circuito como un todo. El circuito tiene una corriente de 0.020 A y una resistencia de 500 Ohmios, que cuando se observa V = IR es igual a 10 V (la resistencia), no los 12 V que debería estar allí durante todo el circuito.

¿A dónde me voy mal? ¿Cómo puedo hacer que V = IR funcione en todo el circuito para que V = 12?

Soy bastante nuevo en este tipo de cosas y, sin duda, probablemente he cometido un error tonto, pero si alguien pudiera ayudarme a aclarar mi confusión, sería apreciado.

Gracias.

    
pregunta RJSmith92

2 respuestas

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Se está olvidando de incluir la caída de tensión directa del LED. El LED no actúa como una resistencia: baja 2 V de forma relativamente independiente de la corriente a través de él (vea la sección delantera de esta gráfica ). Entonces, la mejor manera de describir el circuito es tener una fuente de alimentación de 12V con 2V caídos por el LED y 10V a través de una resistencia de 500 Ohm, dando una corriente de circuito de 20mA. La ley actual de Kirchoff nos dice que la corriente en el LED debe ser igual a la actual en la resistencia, por lo que no nos estamos perdiendo nada en nuestra descripción.

V = IR solo funciona para cargas resistivas, y la parte del LED del circuito no es resistiva, como se muestra en el gráfico anterior, por lo tanto, se utiliza el modelo de caída directa de 2V para el LED. Si quisiera reemplazar todo el circuito con una resistencia que consumiera la misma cantidad de corriente a ese voltaje, podría calcularlo como 12V / 20mA = 600 Ohms, pero ese valor cambiaría si cambia la tensión de alimentación, ya que el LED no se muestra una resistencia constante de 100 ohmios, pero en cambio está mejor modelada por el modelo de caída de 2V que ya está utilizando.

Por cierto, esto no es un error tonto: entender el uso de diferentes modelos para diferentes componentes del circuito y su combinación es clave para entender el análisis básico del circuito. Aprender toma tiempo y, a menudo, se siente contrario a la intuición. Aguanta ahí, se pone mejor.

    
respondido por el stefandz
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Si tiene un suministro de 12 voltios y un LED que baja 2 voltios cuando hay 20 miliamperios a través de él, la resistencia equivalente del LED es:

$$ R = \ frac {E} {I} = \ frac {2V} {0.02A} = 100 \ text {ohms} $$

Ya que ha determinado que se requerirá una resistencia de 500 ohmios para que caiga 10 voltios con 20 miliamperios a través de ella, y dado que el LED estará en serie con esa resistencia, la corriente a través de ambos será de 20 miliamperios y la La resistencia de 100 ohmios de los LED se sumará a los 500 ohmios de la resistencia, haciendo que la resistencia total de la cuerda sea de 600 ohmios.

Luego, usando la ley de Ohm nuevamente, podemos escribir, para el voltaje total a través del circuito:

$$ E = IR = 0.02A \ times 600 \ Omega = 12 \ text {volts} $$

    
respondido por el EM Fields

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