Encontrar voltajes y corrientes en diodos [cerrado]

Question

Encontrar voltajes y corrientes en diodos [cerrado]

verdad no está mal

¿Cuáles son los voltajes y las corrientes en los diodos D1 y D2 en el siguiente circuito?

Los diodos están modelados como ideales y permiten que la corriente pase a 0,7 V.

R1=9kΩ, R2=1kΩ, R3=9.3kΩ

Editar: Perdón por hacer que parezca que solo quiero que hagas mi tarea, he intentado resolverlo pero sin éxito, razón por la cual pregunto esto aquí. De todos modos, supongo que ambos diodos están conduciendo, pero la configuración del circuito me confunde y parece que no puedo llegar a una solución.

Rata de acero inoxidable

Le ayudaremos con su tarea para aclarar sus conceptos erróneos, pero no hacemos su tarea. Edite su pregunta mostrando lo que puede hacer.

Eugenio Sh.

Este tipo de preguntas se resuelven haciendo primero una suposición . La suposición es sobre el estado de los diodos, como suponer que ambos están conduciendo. entonces resuélvelo. Si no se encuentra ninguna contradicción, la suposición es correcta y tienes la solución. Si hay una contradicción, haga otra suposición y repita.

Trevor_G

preguntándome por qué hicieron que R3 fuera un número tan extraño

olin lathrop

No estamos aquí para hacer la tarea por usted.

olin lathrop

Agregue la resistencia directamente al esquema. Hacer que la gente vaya y venga entre el esquema y el texto es detestable.

Rata de acero inoxidable

R1 y R2 son un divisor de voltaje. Comience allí.

Eugenio Sh.

@StainlessSteelRat Realmente no si D1 está conduciendo...

broma

@EugeneSh. StainlessSteelRat todavía tiene razón. El equivalente de Thevenin es un amigo y se aplica a los divisores perfectamente bien, independientemente. Reemplazar con

V_{T H}

$V_{TH}$ y

R_{T H}

$R_{TH}$ y examinar de nuevo.

Trevor_G

El truco es empezar con lo que sabes y luego volver a trabajar. por ejemplo, sabe que D2 debe estar conduciendo, por lo que conoce ese voltaje. ¿Qué pasa con D1? ¿Está conduciendo?

Eugenio Sh.

@jonk Sí, es un divisor de voltaje, pero claramente no es lo mismo que formarán R1 y R2 solos.

broma

@EugeneSh. Solo señalo que está bien sugerir el divisor de voltaje como un enfoque simplificador. Y sí, es lo mismo que formado por ellos solos.

verdad no está mal

Muy bien, ahora estoy pensando que D1 no está conduciendo porque el voltaje será el mismo en las resistencias R1 y R3, lo que significa que no hay una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo del diodo, lo que facilita aplicar el voltaje de Kirchoff. ley y luego resolver. Es esto correcto ?

Trevor_G

@EugeneSh. sí y no. Debe hacer esa ecuación, con D1 eliminado, para averiguar si D1 estará encendido o no.

Trevor_G

@truenotwrong ¿Qué voltaje debe estar a la izquierda de D1 para que esté encendido? ¿Cuál es el voltaje al final de D1 debido al divisor R1,R2?

verdad no está mal

@Trevor Debe ser al menos 0.7V más alto que en su extremo, ¿verdad? Pero debido al divisor, el voltaje es el mismo en ambos lados, esta es la única conclusión a la que llego.

Trevor_G

@truenotwrong, no... sabes que la parte superior de D2 está a 0,7 V. así que el extremo izquierdo de D1 debe ser de 1,4 V para que esté encendido... ¿Cuál es el voltaje en el extremo izquierdo si D1 se debe SOLO a R1 y R2...

Eugenio Sh.

Voto a favor... ¿en serio? Muestra un esfuerzo de investigación?

verdad no está mal

@Trevor es 0.7V, dado que D2 está en el voltaje restante es 11.3V, el divisor debe dividirlo en partes iguales, lo que significa 5.65V antes de cada resistencia, también sabiendo que D2 está en la caída de voltaje en las resistencias debe ser 4.95V. Si este no es el caso, estoy teniendo algunos conceptos erróneos enormes

Trevor_G

@truenotwrong... nop... mira mi respuesta.

Rata de acero inoxidable

ROFL. Todo lo que quería era que empezara.

Respuestas (2)

Encontrar voltajes y corrientes en diodos [cerrado]

Le ayudaremos con su tarea para aclarar sus conceptos erróneos, pero no hacemos su tarea. Edite su pregunta mostrando lo que puede hacer.
Este tipo de preguntas se resuelven haciendo primero una suposición . La suposición es sobre el estado de los diodos, como suponer que ambos están conduciendo. entonces resuélvelo. Si no se encuentra ninguna contradicción, la suposición es correcta y tienes la solución. Si hay una contradicción, haga otra suposición y repita.
preguntándome por qué hicieron que R3 fuera un número tan extraño
Agregue la resistencia directamente al esquema. Hacer que la gente vaya y venga entre el esquema y el texto es detestable.
@EugeneSh. StainlessSteelRat todavía tiene razón. El equivalente de Thevenin es un amigo y se aplica a los divisores perfectamente bien, independientemente. Reemplazar con $V_{TH}$ y $R_{TH}$ y examinar de nuevo.
El truco es empezar con lo que sabes y luego volver a trabajar. por ejemplo, sabe que D2 debe estar conduciendo, por lo que conoce ese voltaje. ¿Qué pasa con D1? ¿Está conduciendo?
@jonk Sí, es un divisor de voltaje, pero claramente no es lo mismo que formarán R1 y R2 solos.
@EugeneSh. Solo señalo que está bien sugerir el divisor de voltaje como un enfoque simplificador. Y sí, es lo mismo que formado por ellos solos.
Muy bien, ahora estoy pensando que D1 no está conduciendo porque el voltaje será el mismo en las resistencias R1 y R3, lo que significa que no hay una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo del diodo, lo que facilita aplicar el voltaje de Kirchoff. ley y luego resolver. Es esto correcto ?
@EugeneSh. sí y no. Debe hacer esa ecuación, con D1 eliminado, para averiguar si D1 estará encendido o no.
@truenotwrong ¿Qué voltaje debe estar a la izquierda de D1 para que esté encendido? ¿Cuál es el voltaje al final de D1 debido al divisor R1,R2?
@Trevor Debe ser al menos 0.7V más alto que en su extremo, ¿verdad? Pero debido al divisor, el voltaje es el mismo en ambos lados, esta es la única conclusión a la que llego.
@truenotwrong, no... sabes que la parte superior de D2 está a 0,7 V. así que el extremo izquierdo de D1 debe ser de 1,4 V para que esté encendido... ¿Cuál es el voltaje en el extremo izquierdo si D1 se debe SOLO a R1 y R2...
Voto a favor... ¿en serio? Muestra un esfuerzo de investigación?
@Trevor es 0.7V, dado que D2 está en el voltaje restante es 11.3V, el divisor debe dividirlo en partes iguales, lo que significa 5.65V antes de cada resistencia, también sabiendo que D2 está en la caída de voltaje en las resistencias debe ser 4.95V. Si este no es el caso, estoy teniendo algunos conceptos erróneos enormes

Trevor_G · Answer 1

Trevor_G

La forma más sencilla de hacer diodos es quitarlos y calcular los voltajes como se muestra a la izquierda.

Ahora vuelve a colocar los diodos.

D2 conducirá porque el voltaje en la parte superior izquierda es mayor que los 0,7 V necesarios para encenderlo. Tenga en cuenta los nuevos voltajes en el dibujo de la derecha.

Ahora solo tiene 0,5 V en D1, así que... ¿Está encendido o apagado?

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

verdad no está mal

Obviamente está apagado, pero ¿cómo calculó el voltaje en R1?

Trevor_G

@truenowrong en serio? Divisor de voltaje simple

12 v * R 1 / (R 1 + R 2)

$12v * R1/(R1+R2)$

verdad no está mal

Wow, muchas gracias por soportar mis preguntas estúpidas y triviales, como pueden ver, soy un completo principiante en el análisis de circuitos. Voy a practicar un poco más ahora que las cosas están mucho más claras.

Trevor_G

@truenotwrong no se preocupe, todos tuvimos que aprender y algo de eso, como este, no es tan obvio a primera vista.

broma

@truenotwrong No hay necesidad de autodegradarse. Estás tratando de entender las cosas. Todos nosotros, aunque ya no podamos recordarlo, hemos estado allí y hemos luchado para aplicar las modestas herramientas que teníamos en ese momento. Este sitio puede proporcionar el tipo de interacción que no puede obtener de un libro. Entonces, si puede manejar las hondas y las flechas, de vez en cuando, puede encontrar los bits que necesita a medida que avanza. No dejes que nadie te detenga.

broma

@Trevor Hmmm. Yo también lo olvidé. Escribí mi respuesta casi más para algunos de los comentarios que hice para el OP. Nuevamente, me alegro de que hayas agregado otra toma.

Trevor_G

Sin embargo, un consejo de @truenotwrong aquí. Si desea respuestas, intente mostrar lo que ha intentado, no solo la pregunta en cuestión. La gente se molesta si piensa que solo quieres que lo hagan por ti. Incluso una instantánea de las matemáticas de su bloc de notas es muy útil para mostrar que lo está intentando. La gente aquí se complace en ayudar a otros a aprender, pero simplemente hacerlo por ellos NO se acepta como ayuda de ninguna manera.

verdad no está mal

De nuevo, muchas gracias a los dos por ayudar a un principiante a entender. Este sitio es realmente increíble, no habría recibido respuestas tan rápidas e informativas en ningún otro lugar de Internet. Además, analizar circuitos es sorprendentemente divertido una vez que realmente comprendes lo que sucede. Entiendo que lo hice parecer de esa manera, tomaré nota para futuras publicaciones.

Rata de acero inoxidable

@truenotwrong Será más fácil obtener respuestas si escribe su intento en la pregunta. La tarea sin intento está bloqueada.

broma · Answer 2

Al leer todos los comentarios, he decidido que necesito señalar claramente que Thevenin se aplica para ayudar a simplificar las preguntas involucradas:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El esquema de arriba a la derecha es un equivalente exacto del de la izquierda. No hay diferencia de comportamiento entre los dos. Ninguno en absoluto.

Ahora. Conociendo sus detalles sobre los diodos ideales, ¿es posible que ambos $D_1$ y $D_2$ para estar simultáneamente encendido ?

Leyendo sus comentarios arriba y abajo, y especialmente este:

es de 0,7 V, dado que D2 está encendido, el voltaje restante es de 11,3 V, el divisor debe dividirlo en partes iguales, es decir, 5,65 V antes de cada resistencia, sabiendo también que D2 está encendido, la caída de voltaje en las resistencias debe ser de 4,95 V. Si este no es el caso, estoy teniendo algunos conceptos erróneos enormes

ha sugerido que necesito agregar algunos detalles a lo que escribí. Lo siento, no me di cuenta antes. Te di un esquema equivalente, pensando que sería suficiente. Pero puedo ver que no lo es.

Probemos otra vez, inspirados por su comentario sobre el divisor que divide las cosas de manera uniforme después de restar un voltaje de diodo. Aquí está el esquema nuevamente, pero ahora asumiendo que ambos diodos están ENCENDIDOS y muestran las diversas corrientes y voltajes del nodo (un nodo es un punto de cableado compartido en el esquema):

esquemático

^{simular este circuito}

Una de las primeras cosas de las que debes darte cuenta es que decir la palabra divisor no significa que divide las cosas por igual . Cómo se divide realmente es una cuestión de los valores reales de la resistencia. Notarás que el valor de $R_1$ no es lo mismo que el valor de $R_2$ , Por ejemplo. Entonces estas dos resistencias no dividirían nada por igual. Son desiguales, por lo que la división también es desigual.

Lo siguiente que debe hacer ahora es calcular todas esas corrientes suponiendo que ambos diodos están encendidos . ¡Supongo que al menos conoces la ley de Ohm! Empecemos con $I_1$ y $I_2$ :

\begin{aligned} I_{1} & = \frac{12 V - 1.4 V}{R_{1}} \\ \approx 1.18 mamá \\ I_{2} & = \frac{1.4 V}{R_{2}} \\ = 1.4 mamá \end{aligned}

$\begin{align*} I_1&=\frac{12\:\textrm{V}-1.4\:\textrm{V}}{R_1}\\\\&\approx 1.18 \:\textrm{mA}\\\\\\ I_2&=\frac{1.4\:\textrm{V}}{R_2}\\\\&=1.4 \:\textrm{mA} \end{align*}$

Ya deberías ver un problema. Claramente, mirando el esquema, debe ser el caso que $I_1=I_2+I_5$ . O, dicho de otra manera, si diodo $D_1$ está encendido entonces $I_1\ge I_2$ . Pero de los cálculos anteriores, esa afirmación es falsa.

Por la pura aplicación de nada más que la lógica, ha comenzado con la suposición de que $D_1$ está ENCENDIDO , realizó algunos cálculos y demostró que las conclusiones necesarias son entonces falsas . Por lo tanto, la suposición debe ser en sí misma falsa .

+1 Buena respuesta... un par de pisos por encima de la cabeza del OP, aunque yo creo... ;)
@Trevor Hmmm. Puedo ver los comentarios de tu respuesta ahora. Estoy de acuerdo. Supongo que no puedo imaginar una situación en la que este tipo de pregunta hubiera surgido sin que Thevenin hubiera sido enseñado antes. ¡Así que es una buena idea que hayas agregado tu respuesta! Buena atrapada.
Realmente deberías saber mejor que dar la respuesta a un problema de tarea.
@OlinLathrop Creo que esto se trata más de otros que del OP. Cada uno de nosotros puede estar en desacuerdo a veces sobre eso. Lo que es como debería ser. Pasé años como profesor en la universidad más grande aquí en mi estado. Así que vengo desde esa perspectiva, tal vez. No es probable que cambie con el tiempo, ahora. Perro viejo y todo eso.
Entonces tal vez solo espere uno o dos días antes de dar la respuesta. Como profesor, probablemente no le gustó que sus estudiantes perezosos obtuvieran respuestas a las tareas que les dieron. Sé que incluiste una buena explicación, pero cuando la respuesta está ahí, los estudiantes perezosos simplemente se saltarán esa parte.
@OlinLathrop Hace mucho tiempo que decidí que enfocarme en los estudiantes perezosos es una pérdida de tiempo y angustia. Miro en cambio hacia aquellos que pueden beneficiarse y ni siquiera pienso en el resto. Demasiada emoción desperdiciada golpeando contra las paredes de ladrillo. Aparte, aquí, no tengo el tiempo (o la memoria) para volver días después. Hago algunas cosas y luego simplemente sigo adelante y rara vez miro hacia atrás, olvidándome hoy de lo que sucedió ayer. Así que no está en mi libro de jugadas revisar días después y agregar, entonces. Ojalá pudiera serlo, supongo. Pero no lo es. Estoy interrumpido impulsado, por así decirlo.
@OlinLathrop Estoy de acuerdo con usted, y si el OP no se hubiera aventurado en la discusión y la confusión en sus comentarios, tampoco habría respondido esta pregunta directamente. Como mencioné en un comentario en mi propia respuesta, no creo que ayudar en exceso sea ayudar en absoluto. Sin embargo, en algún lugar, hay una línea muy fina entre enseñar y responder.