Efectos de una resistencia

Con esta pregunta me gustaría aclarar una comprensión de las resistencias.

He construido estos dos esquemas y realicé una prueba.
Encender el LED particular que uso en este experimento
directamente con 1.5V no produce ninguna luz,
y encenderlo directamente con 3V lo ilumina bien.

gran experimento de resistencia
Concluyo que el LED no se enciende con 1,5 V
porque no hay suficiente voltaje para abrir la 'puerta' del diodo,
pero el LED en el "Esquema 2" está muy débilmente iluminado.

La medición del voltaje entre los puntos A y B en el "Esquema 1" indica 1,5 V.
Algunos pueden decir por las leyes de Kirchhoff que es el voltaje caído por la resistencia.

Si las resistencias realmente 'bajan' el voltaje de esta manera, ¿por qué se enciende el LED?
¿Es seguro concluir que las resistencias solo reducen la corriente al LED de esta manera
y no afectan el voltaje al LED?
¿Se proporcionan 3 V al LED en el "Esquema 2"?

He creado otro de estos experimentos.
Ahora, con una resistencia de 10K y 1M, este LED (la parte verde de un RGB) permanece encendido.
Este LED aún no se encenderá en un solo AA de 1.5V.

segundo experimento

Creo que usar el voltímetro de aguja clásico está dando una lectura no válida.
Usando un osciloscopio en modo de diferencia a 1V por división,
mido 2V en el LED (entre B y C) sin importar qué resistencias use.
Midiendo las resistencias (entre A y B, C y D)
la suma de su voltaje es de aproximadamente 1V, en el caso de la foto,
el 1M baja la mayor parte del 1V.
En el otro esquema con los 1K, ambos cayeron alrededor de 0.5V

¿Las resistencias caen un voltaje constante al completar un circuito y luego solo caen corriente a partir de ese momento a medida que aumenta la resistencia?

La única caída de voltaje aquí para mí parece causada directamente por el diodo.

Respuestas (2)

Tu pregunta está lejos de ser clara para mí. Su primer esquema ni siquiera muestra un LED. Intentaré explicar cómo funciona todo sin ningún misticismo.

Los resistores tienen dos terminales y hacen cumplir una regla entre esos dos terminales.

La regla se llama "ley de Ohm". Matemáticamente, la regla es V = I * R.

V es el voltaje a través de la resistencia. I es la corriente que fluye a través de la resistencia. R es el valor característico de la resistencia, normalmente medido en unidades llamadas "Ohm". Sus resistencias son de 1k, entonces V = I * 1000.

Los diodos son más complicados, así que les daré un modelo simplificado. Suponiendo que la polaridad del voltaje en el diodo es correcta (polarización directa), la regla impuesta por el diodo es aproximadamente V = K. (K es una constante). Sin embargo, si el circuito no es capaz de suministrar ese voltaje a través del diodo, aplicará una regla diferente: I = 0. La constante, K, depende del tipo de diodo.

Para un LED, cada vez que I > 0, puede estar emitiendo luz. Los LED rojos son especialmente sensibles y emitirán luz incluso cuando fluya una pequeña corriente.

Un suministro de voltaje también hace cumplir la regla V = constante, normalmente suministrando corriente desde su terminal +.

Pones todas estas reglas juntas y, con suerte, todo tendrá sentido. Lo que hacen los circuitos es encontrar la única solución para todas las diversas reglas. A veces, las condiciones de la solución hacen que la corriente del diodo (y la luz) sean cero. Una forma de verificar es quitar el diodo del circuito y luego resolverlo. Si V donde se supone que debe ir el diodo es > K para ese diodo, entonces el diodo está en polarización directa, y debe volver a colocarlo y resolver el circuito asumiendo que el voltaje en ese nodo es K.

Espero que esto tenga algún sentido.

Sí, esto tiene algún sentido.
Todavía estoy inquieto por las resistencias que reducen el voltaje. Esto es lo que estoy observando. Mido el voltaje entre B y C sin el diodo o corto y leo 3V. Si colocar el LED para completar el circuito hace que las resistencias caigan un total de aproximadamente 1,2 V, ¿por qué el LED no enciende directamente a 1,5 V? Como suministro 3V, veo un voltaje constante y una corriente variable a medida que altero la resistencia. como esto: I = 3V/R, entonces en el Esquema 1, 3/2000 = 0.0015amps y si se cambia la resistencia, 3/1000000 = 0.000003amps. ¿Cómo no encuentro la caída de voltaje correctamente?
El voltaje entre B y C sin un cortocircuito es de 3 V, porque la corriente = 0, por lo que la caída de voltaje = 0. Eso parece correcto. ¿Ahora agrega el LED y cada resistencia tiene 0.6V a través de él? ¿Entonces el LED tiene 1.8V? Confirmaste con metro? Si es así, el LED está pasando 1,2/2000 = 0,6 mA. Esto puede no ser suficiente para que el LED brille. Comprueba todo dos veces.
De hecho, el LED sigue brillando. Por favor, vea mi edición.

Las resistencias bajan el voltaje, pero el voltaje a través de una resistencia está determinado por la corriente a través de él, según lo calculado por la Ley de Ohm. Además, por la Ley de Ohm, la corriente a través de una resistencia está determinada por el voltaje a través de ella.

En su circuito 1, con dos resistencias de 1K en una batería de 3 voltios, tiene 3 voltios en una resistencia de 2000 ohmios, por lo que la corriente en el circuito será I = E/R = 3/2000 = 0,0015 amperios o 1,5 mA.

En el circuito 2, todavía tiene una resistencia de 2K en el circuito, pero el LED (para un LED rojo típico) caerá alrededor de 1,8 voltios. (Esta caída de voltaje aumentará ligeramente con el aumento de la corriente). En este circuito, el voltaje total entre las dos resistencias será el voltaje de la batería, 3 voltios, menos el voltaje del LED, 1,8 voltios, o alrededor de 1,2 voltios. La corriente a través del circuito será entonces 1,2/2000 = 0,0005 amperios, o 0,5 mA, lo que apenas encenderá el LED.

Si conecta el LED directamente a su batería de 3 voltios, sin una resistencia, el LED intentará extraer suficiente corriente para reducir el voltaje de la batería al voltaje del LED y probablemente morirá en el intento. Las baterías tienen una resistencia interna que varía según el estado de carga o la edad de la batería; si la resistencia interna de la batería es lo suficientemente alta, el LED puede sobrevivir por un tiempo.

Gracias por la respuesta. De hecho, el LED apenas se enciende. Estoy de acuerdo en que el diodo reduce el voltaje de alguna manera que aún tengo que entender y estoy de acuerdo que sin las resistencias, el LED consumiría demasiada corriente, pero estoy apuntando a las resistencias en esta pregunta. ¿Las resistencias caen de voltaje en la ecuación, o solo el LED cae de voltaje? Suponga que los 2 1k son 0 ohmios o 1 millón de ohmios, ¿se seguirán proporcionando 3 voltios entre B y C al LED?
En el circuito 2, con 0,5 mA y 1,8 voltios en el LED, cada resistencia caerá unos 0,6 voltios, por lo que la caída de voltaje total en las resistencias y el LED será igual al voltaje de la batería (para cumplir con la Ley de voltaje de Kirchoff). Cambiar los valores de la resistencia cambiará la corriente en el circuito y el voltaje caerá a través de las resistencias.
No parece cambiar la caída de voltaje en las resistencias al cambiar sus valores.
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