¿Cómo se divide el voltaje entre dos diodos ideales con polarización inversa?

Supongamos que tenemos dos diodos ideales idénticos (sin resistencia ni caída de voltaje). Conectamos estos dos diodos en serie, en la misma dirección, y los polarizamos inversamente con voltaje V. Ahora tenemos dos diodos ideales en serie polarizados inversamente. No hay ningún otro elemento en el circuito.

¿Cuál es el valor del voltaje en el nodo entre los diodos? Tal vez uno diría V/2 debido a la simetría, pero cualquier respuesta entre 0 y V no puede ser refutada. Un diodo con polarización inversa puede (idealmente) tener cualquier voltaje.

¡Hola! ¡Bienvenido a EE.SE! Creo que su pregunta podría ser un duplicado de esta . Por favor, échale un vistazo y aclara si estás preguntando algo más.
El voltaje depende más de la capacitancia del diodo en cierta polarización y luego se convierte en un divisor de capacitancia hasta que la fuga se convierte en un divisor de resistencia. Pero entonces el diodo con la capacitancia más alta tiende a tener la resistencia de fuga más baja, por lo que es posible que no se desplace en la dirección opuesta. Ahora bien, ¿cuál es la constante de tiempo de la deriva en el centro?
Imagine dos 1N4148 con 20nA @ Vr=20V pero 5uA a -75V y C=4pF @ 0V pero C= 0.1pF a -20V que varía en la escala logarítmica. ¿Cuál es la deriva central T=RC con 2 iguales en serie invertida a 40V?
Sin embargo, en realidad, el que tiene las R más bajas en la dirección de avance como el 1N4448 que tiene 10 veces la corriente @ 1V sobre el 1N4148 pero solo la mitad de la capacitancia a 0V. Entonces, si pones un 1N4148 en serie con un 1N4448, con 40 V inversos, ¿cuál es el voltaje del nodo y cuánto tiempo tarda T? Pero tienen una fuga de corriente inversa idéntica.
@ Sparky256 esto no es un duplicado de esa pregunta. Esa es una pregunta del mundo real de ingeniería y los diodos no son ideales allí. Esta es una solución de situación matemática abstracta que me resultó interesante. Quería una respuesta como las de Dennis Ernst.

Respuestas (2)

En el caso de diodos ideales , puede verlos como interruptores abiertos si tienen polarización inversa, ya que no hay fugas de corriente, etc. Entonces no hay voltaje en este punto. Está flotando.

Edité tu respuesta porque necesitamos mantenerlos en el ámbito de la ciencia. Se debe evitar agregar contenido emocional. Las advertencias severas pero explicadas para aquellos que trabajan con voltajes mortales (generadores de sobretensiones, condensadores grandes de alto voltaje, etc.) están bien.
Entonces, ¿cómo satisfaces KVL?
Debido a que el diodo ideal con polarización inversa es un interruptor abierto, no hay un circuito completo y no se aplica KVL.
@TemeV KVL se aplica. La unión de los diodos está flotando, digamos, v voltios Por lo tanto KVL da V = ( V − v ) + ( v − 0 )
@Chu KVL dice literalmente "La suma dirigida de las diferencias de potencial (voltajes) alrededor de cualquier circuito cerrado es cero". (De Wikipedia) Cuando hay un interruptor abierto, no hay circuito cerrado. Si tuviera que medir ese voltaje entre dos interruptores abiertos, ¿qué resultado obtendría? ¿Qué sucede si primero mide de V a v y luego de v a 0, obtendrá el mismo resultado?

Los diodos ideales serán dos circuitos abiertos, por lo tanto, la unión de los diodos está flotando, digamos, en una posición aleatoria. v voltios Por lo tanto KVL da: V = ( V − v ) + ( v − 0 ) , dónde V es el voltaje a través de la combinación en serie.

No es posible definir el voltaje entre los dos interruptores abiertos. El voltaje entre dos puntos se define como el trabajo necesario por unidad de carga para mover una carga de prueba entre los dos puntos. 1 voltio = 1 julio (de trabajo) por 1 culombio (de carga). en.wikipedia.org/wiki/Voltage Como no hay un camino para mover la carga (el circuito está abierto), la cantidad de trabajo necesaria para moverla es, supongo, infinita. Entonces el voltaje también sería infinito.
@TemeV Punto interesante. ¿Puede un conductor aislado tener un voltaje instantáneo relativo a una referencia de tierra arbitraria? Supongo que el conductor puede adquirir una carga, y esa carga necesitaría trabajo para moverla al suelo arbitrario. Por lo tanto, tiene un voltaje.
Si hay un camino para la carga, entonces sí hay un voltaje. Por supuesto, este es siempre el caso en la realidad, porque los aisladores perfectos no existen. Siempre hay alguna impedancia parásita donde la carga puede viajar con suficiente trabajo. Pero este tema es sobre componentes ideales.
@TemeV Sí, componentes ideales pero no necesariamente un entorno ideal. Un conductor ideal aleatorio adquirirá señales de ruido.
No tiene sentido suponer componentes ideales si el entorno no se supone también ideal.
@TemeV Tampoco tiene sentido preguntar sobre no idealidades en los circuitos, pero exigir que usemos componentes ideales. (Ej: ¿Qué sucede si pongo dos fuentes de voltaje en paralelo? ¡Solo componentes ideales!) Por supuesto, un conductor flotante tiene un voltaje relativo a tierra. Está relacionado con la carga del conductor y su capacitancia. Estás pensando demasiado estrechamente en tu primer comentario. Por supuesto, hay un camino para obtener la carga allí. Puede mover un electrón a través del aire, el vacío o cualquier medio en el que se encuentre este circuito.
@ Matt Supongo que esto es una cuestión de opinión. En mi opinión, si uno pregunta acerca de los componentes ideales, todo el entorno también se asume como ideal, a menos que se indique lo contrario. En un aislante ideal no se mueven electrones, de qué otra forma sería ideal. "Tampoco tiene sentido preguntar sobre no idealidades en los circuitos, pero exigir que usemos componentes ideales". Sí, no tiene sentido, y no veo que alguien haya hecho esto. La respuesta a la pregunta original es que el voltaje no se puede definir. Cualquier intento de definir el voltaje requiere que las no idealidades estén ahí, pero eso no es lo que se preguntó.
Una buena respuesta no siempre tiene que ser un número. Por ejemplo, la respuesta a las fuentes de voltaje ideales en paralelo es que "no se puede definir". ¿Era una buena pregunta? Tal vez no. ¿La respuesta complacerá al que pregunta? Tal vez no. ¿Qué no-idealidades asumiremos para obtener algún número como respuesta? Bueno, el autor de la pregunta original debe responder a eso. ¿Había algún punto en preguntar esto? La respuesta y la discusión posterior probablemente iluminaron al autor de la pregunta, así que sí, había un punto.
@TemeV Creo que la respuesta a esta pregunta dependerá en gran medida de las suposiciones que se incluyen en los modelos ideales y cómo elegimos interpretarlos. ¿El valor en ese nodo no está definido? ¿O puede tomar cualquier valor que no provoque que los diodos se polaricen hacia adelante? Si está hablando de elementos de circuitos ideales, creo que debe descartar cualquier argumento basado en la física, ya que modelan la realidad y los elementos de circuitos ideales obviamente se apartan de la realidad. Por eso creo que es mejor responder a la pregunta formulada, pero agregar una respuesta que esté un poco más basada en la realidad.
@Matt Bueno, mi primer punto en realidad fue que debes descartar KVL porque el ciclo no está cerrado. Esto fue en los comentarios de la otra respuesta. Estoy de acuerdo en agregar algo de realidad. La respuesta de Sparky256 es correcta para la pregunta original, pero con fines educativos es bueno aumentar la respuesta con un circuito que tenga un poco más de realidad. Pero, luego tienes que especificar qué partes de la realidad agregaste. Por ejemplo, debe definir que los aisladores no son ideales para que el KVL funcione como en la respuesta de Chu.
Por cierto, esta discusión se está desviando del tema, tal vez esto debería moverse a meta
¿Cómo se divide el voltaje entre dos diodos ideales con polarización inversa?
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