Calcule el voltaje esperado alrededor de una resistencia [duplicado]

Han pasado algunos años desde que estudié por primera vez la ley de Ohm en la escuela. Ahora realmente me estoy metiendo en la electrónica, y debo admitir que una parte todavía me desconcierta.

Sé que esta es una pregunta un poco extraña, pero no tengo ni idea de cómo expresarla de otra manera, así que solo expondré mi razonamiento. El siguiente tren de pensamientos es incorrecto y/o incompleto. Por favor, detenme cada vez que me equivoque (aunque sea por lo más mínimo) y completa este razonamiento.

Aquí viene:

Hagamos un circuito con:

  • Batería de 6 V (normalmente 4 pilas AA)
  • resistencia de 2k ohmios
  • LED, por el bien de hacer algo

Mapa del circuito:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

De la ley de Ohm, sabemos que la corriente en el circuito será de (considerando que solo la resistencia tiene resistencia)

I = V R = 3 metro A

Entiendo que la corriente es limitada debido a la resistencia... claro como el cristal.

El libro me dice que, si mido la diferencia de potencial entre ambos lados de la resistencia, tendré algo entre 0 y 6 voltios.

Suena bien:

  • no puede ser de 6 voltios porque los dos extremos de la batería están conectados, por lo tanto, se reduce el potencial
  • no puede ser de 0 voltios, ya que la corriente no se mueve libremente, debido a la resistencia; lo que da como resultado que un lado tenga una carga más negativa y el otro una carga más positiva, ya que los electrones pueden moverse más rápido hacia un extremo de la batería que a través de la resistencia.

Lo que no entiendo (y si todo mi razonamiento es correcto hasta ahora), es: ¿ Cómo puedo calcular el voltaje esperado alrededor de la resistencia?

Para la próxima vez: tenemos un editor de esquemas en el sitio, puede iniciarlo con Ctrl-M.
Brillante ! Servirá :)
Me gustaría aclarar que la pregunta no es un duplicado exacto de la vinculada. Simplemente, proporciona una explicación completa y exhaustiva sobre cómo se comporta el circuito con LED, ya que su pregunta, si bien se trata de la resistencia, depende en gran medida del comportamiento del LED. Espero que allí puedas encontrar la respuesta a tu pregunta, de lo contrario puedes decir lo que falta y pedir la reapertura.
Excelente, gracias por el enlace y por agregar el esquema!

Respuestas (3)

De la ley de Ohm, sabemos que la corriente en el circuito será de (considerando que solo la resistencia tiene resistencia)

Na-ah, el LED también tiene una resistencia. Los LED comunes utilizan 2,5 V a 20 mA. Podemos calcular la resistencia del LED (en 2.5V) con R = V I = 2.5 0.02 = 125 Ω .

Ahora, cuando se trata de su circuito, no debe usar solo una resistencia de 2K, debe pensar en eso y calcular el valor necesario. Ahora, el voltaje sobre el LED probablemente no sea de 2,5 V, lo que significa que el LED tiene una resistencia diferente, fluye una corriente diferente, etc. No puede calcular la corriente que fluye en este circuito y, por lo tanto, no puede calcular el voltaje sobre la resistencia. (ya llegaremos a eso más tarde). Así es como debe diseñar su circuito:

Desea una corriente de 0.02A a través del circuito (la corriente es la misma en todas partes, ya que es un circuito en serie). Eso significa que la resistencia total tiene que ser R t o t = V I = 6 0.02 = 300 Ω . Ya vimos que la resistencia del LED era 125 Ω , eso significa que su resistencia tiene que ser 300 − 125 = 175 Ω .

Ahora, ¿cómo se calcula el voltaje sobre la resistencia? Tome la ley de Ohm, la corriente a través de la resistencia (0.02A) y la resistencia ( 175 Ω ):

V = I ⋅ R = 0.02 ⋅ 175 = 3.5 V

Tenga en cuenta que esto también es igual 6 V − 2.5 V .

Excelente respuesta! Muchas gracias. Por curiosidad, ¿qué sucede si la resistencia es inferior a 175 ohmios? ¿Eso crearía el llamado "cortocircuito", porque no se toma todo el voltaje? Por el contrario, ¿qué pasa con el voltaje si insisto en usar esta resistencia de 2k? ¿Realmente no se puede calcular?
@ Antoine_935 "no se toma todo el voltaje" - no, se tomará todo el voltaje, pero debido a la menor resistencia, la corriente aumentará (V = IR). Por lo tanto, podría dañar sus componentes. Sin embargo, su LED será más brillante. El problema con el 2K es que no cumple con las especificaciones de los LED. Los LED no siguen la ley de Ohm, por lo que las especificaciones solo se pueden aplicar en circunstancias intencionales. Realmente no se puede calcular así, pero por supuesto se puede medir con un voltímetro.
Waw, ¿algunas cosas no siguen la ley de ohm? Totalmente ignorado eso. Supongo que haré otra pregunta "solo" para esto. De nuevo, ¡muchas gracias!
@ Antoine_935, de hecho, es mejor hacer una pregunta por separado para eso. Y de nada, por supuesto :)
Es una mala práctica calcular la resistencia efectiva de un LED, ya que varía enormemente con la corriente. Es mejor modelar un LED con una caída de voltaje.
@jippie Lo sé, pero eso fue exactamente lo que el OP no entendió. Si está en las especificaciones, dará como resultado lo mismo. Pero sí, es una mala práctica.
@ user17592 Nunca rompí el circuito en partes como lo hiciste tú. Finalmente entiendo el "atajo" de voltaje de suministro - voltaje directo. Gracias desde 9 años después :()

La suma de todas las caídas de voltaje debe ser igual al voltaje de la fuente.

V s o tu r C mi = V r mi s i s t o r + V yo mi d

Dependiendo de la longitud de onda en la que opere el LED, esencialmente caerá el mismo voltaje (cuando se encuentre dentro de las restricciones actuales del LED).

Si suponemos que el LED cae 1,2 V, eso significa que la resistencia debe caer 4,8 V.

El voltaje directo del LED siempre será constante (puede desviarse ligeramente), cuando se encuentre dentro de los límites actuales.

Si el LED puede tomar un máximo de 20 mA, entonces a 15 mA y 10 mA, la caída de voltaje en el LED siempre será la caída de voltaje directo (en este ejemplo, 1,2 V).

Tener sentido ?

Buena respuesta, está ayudando. Yo también lo votaría si pudiera, gracias.
El voltaje directo no es constante. A medida que los LED se calientan, el voltaje directo cae y la corriente que pasa por el LED aumenta, lo que genera calor adicional. Esto puede provocar una fuga térmica e incluso destruir el diodo. Esta es la razón por la que se prefiere una fuente de corriente constante cuando se manejan LED.

Su LED tendrá alrededor de 2 voltios para un LED estándar, lo que significa que tendrá alrededor de 2 mA fluyendo en el circuito. No será muy brillante.

Cuando dijiste: -

Yo = V/R -> 3mA

Ahí es donde cometiste un error. A pesar de que se puede decir que el LED tiene poca resistencia, aún deja caer un voltaje a través de él y para su LED promedio será de aproximadamente 2V, ya sea que lo esté alimentando con 2mA o 20mA.

Buena respuesta, está ayudando. Votaría si pudiera, gracias.
Tenga en cuenta que el voltaje directo real depende de la corriente directa. Esta es la razón por la que la mayoría de las hojas de datos de diodos proporcionan un gráfico de "voltaje de avance VS corriente". De la respuesta parece que este no es el caso.
@ Rev1.0 - es simplista, estoy de acuerdo
Calcule el voltaje esperado alrededor de una resistencia [duplicado]
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