Circuitos equivalentes con una o varias resistencias

Estoy diseñando un circuito pero me enfrento a un diseño repetitivo que requiere demasiadas resistencias. El problema se reduce a responder si los siguientes dos circuitos son equivalentes en términos de caídas de voltaje:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

esquemático

simular este circuito

Tenga en cuenta que en realidad hay n resistencias: 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 (los valores en el dibujo son incorrecto). La pregunta es la siguiente: ¿La caída de voltaje en R2,R3,...,Rn es la misma en ambos escenarios?

dices que las resistencias pueden tener diferentes valores, luego dices que todas son iguales.....por que dijiste que podian tener diferentes valores? ... esa declaración parece ser irrelevante
Tienen el mismo valor en AMBOS escenarios. Lea de nuevo. Por lógica si hice la afirmación R2<>R3<>. etc. significa que sabía lo que estaba escribiendo y que deberías haberlo leído de nuevo con más atención. También PUEDEN tener valores diferentes.

Respuestas (2)

¡Claramente no!

Considere si R2 es de 0 ohmios, entonces en el circuito operativo NO HAY VOLTAJE desarrollado en ninguno de R2-Rn porque todos están en cortocircuito por el R2 de 0 ohmios. 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 varios 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, que pueden tener diferentes valores y formar diferentes divisores de potencial.

TL; DR No a menos que cambies R 1 , e incluso entonces no en circuitos prácticos.


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

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

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


Puede hacer un cálculo simple para determinar que este es el caso.

Circuito 1

La resistencia efectiva del conjunto inferior paralelo de resistencias en el primer circuito se puede encontrar, si tiene norte resistencias iguales R b en paralelo, entonces la resistencia efectiva total es R b norte .

Usando la ecuación del divisor de potencial, puede calcular que el voltaje en el nodo medio será

V o = V i × R b / norte R b / norte + R t = V i × R b R b + norte R t

Circuito 2

Para el segundo circuito, efectivamente tienes norte sucursales independientes. Para calcular el voltaje del nodo medio en cada circuito, el cálculo es simple:

V o = V i × R b R b + R t

Resumen

Como puede ver en las ecuaciones, para cualquier valor de norte 1 , el voltaje en el nodo medio de cada resistencia inferior será diferente.

Sin embargo, hay una manera de hacerlos iguales, y eso es cambiar el valor de R t . Configurando R t   ( C i r C tu i t   2 ) = norte × R t   ( C i r C tu i t   1 ) , entonces las dos ecuaciones serán iguales.

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


Las ecuaciones anteriores suponen que todas las resistencias inferiores son iguales . Sin embargo, es bastante posible calcular ecuaciones de manera similar para la causa cuando las resistencias inferiores son diferentes, en lugar de tener R b norte tendrías cualquiera que sea la combinación paralela de las resistencias. Para el circuito 2, terminaría con un valor diferente de norte R t para cada rama.

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

Esta es una respuesta muy perfecta con prueba, pero considero que la que voté es más intuitiva (la idea del cortocircuito nunca se me ocurrió). Esta respuesta es igualmente correcta y para aquellos que buscan pruebas.
El OP dijo que los valores en realidad no son los mismos, por lo que sus ecuaciones que contienen norte no funcionará en el caso general.
@ElliotAlderson, pero en realidad eso no importa demasiado: los dos circuitos seguirían siendo diferentes y aún habría algún valor de norte eso funcionaría, aunque de manera diferente norte para cada rama paralela.