¿La fórmula del divisor de voltaje está incorrecta en todas partes?

Ejemplo de circuito divisor de voltaje:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En este circuito, V o tu t es, por la Ley de Ohm:

V i norte ∗ R 2 R 1 + R 2

Pero este circuito, por sí solo, es bastante inútil, ¿verdad? Es decir: si no nos conectamos V o tu t a una carga, entonces no hay razón para dividir un voltaje. Así que una mejor representación podría ser:

esquemático

simular este circuito

Pero en este circuito, V o tu t es, por la Ley de Ohm:

V i norte ∗ R yo o a d ∗ R 2 R 1 ∗ R 2 + R yo o a d ∗ ( R 1 + R 2 )

Entonces, ¿por qué no se establece una fórmula de circuito divisor de voltaje como la segunda versión, en lugar de la primera?

Está implícito que R2 es un circuito abierto (sin carga) o el valor de carga ha modificado a R2.
¿Por qué suponer que la carga es resistiva y está conectada a 0V? Hay otras opciones que producen otras ecuaciones.
@Martin Tienes razón. Pero entonces, ¿cuál es el punto de proporcionar alguna fórmula? ¿No es más preciso afirmar que "Vout dependerá de la naturaleza de la carga"?
La fórmula está ahí para hacer los cálculos. Yo uso esa fórmula muy a menudo. Solo se aplica a este circuito específico, pero eso no es un problema porque en mis circuitos lo usaré correctamente (Rload es muy grande). Su "Vout depende de la naturaleza de la carga" no me ayuda a diseñar nada, no me proporciona ninguna información útil ni ninguna forma de diseñar un divisor de voltaje.
Busque algo llamado "búfer", es un circuito de amplificador operacional que mantiene el voltaje de salida igual. Y no cambiará después de agregar la carga R. Hay otra solución fácil que es ajustar R2 de modo que cuando agregue la carga R, la resistencia equivalente de ellos haga la relación correcta de la ecuación del divisor de voltaje.
No está teniendo en cuenta que R2 está en paralelo con Rload; Creo que tu fórmula debería ser:
( R 2 ∗ R yo o a d ) ( R 2 + R yo o a d ) R 1 + R 2 ∗ R yo o a d R 2 + R o a d

Respuestas (2)

"Pero este circuito, por sí solo, es bastante inútil, ¿verdad?" No, no lo es. Muy a menudo, la Rcarga que introdujo en su segundo circuito tiene un valor muy alto. Un ejemplo sería la entrada de un amplificador operacional CMOS (Rin = 1 T ohm, es decir, 1000 Giga Ohms). En este caso, se puede ignorar Rload.

Además, no necesito su segundo circuito y fórmula porque cuando sé que Rload es significativo, primero calcularé el equivalente de resistencia en paralelo de Rload y R2 y luego calcularé el valor de R1 (usando la fórmula simple) de la relación de división de voltaje requerida .

La ingeniería también se trata de hacer las suposiciones correctas sobre lo que puede ignorar para que los cálculos que necesita hacer sean lo más simples posible. Los cálculos simples son menos propensos a errores. Los cálculos simples son más fáciles de hacer en tu cabeza y tal vez usando una calculadora. Personalmente, soy demasiado perezoso para usar fórmulas complejas (como la de su segundo circuito), prefiero las simples.

"Además, no necesito su segundo circuito y fórmula porque cuando sé que Rload es significativo, primero calcularé el equivalente de resistencia en paralelo de Rload y R2 y luego calcularé el valor de R1 (usando la fórmula simple) de la división de voltaje requerida relación." Sí. Pero el problema es que muchos recursos no afirman que esta fórmula es solo una aproximación y que no es precisa en los casos en que Rload no es mucho mayor que R2.
Tengo noticias para ti: ¡casi TODAS las fórmulas en electrónica son una aproximación! El truco consiste en decidir si la aproximación es lo suficientemente buena . Como ingeniero, debe darse cuenta de que el divisor de voltaje solo funciona de acuerdo con la fórmula cuando la Rcarga es grande en comparación con el valor de R2 ". precisión, entonces necesitará una Rcarga más alta que si estuviera satisfecho con una precisión del 1 %.
Esa fórmula es totalmente precisa para el circuito tal como se dibuja. Si desea utilizar un circuito diferente, uno con Rcarga en paralelo a R2, utilice la fórmula para el circuito diferente.

En la mayoría de los usos de un divisor de voltaje, Rload es muy alto en comparación con R2, por lo que Rload no introduce un error significativo en Vout. Rload a menudo será la entrada a un amplificador operacional, comparador o ADC, que tienen una impedancia de entrada muy alta.

También tiene cierto grado de elección sobre los valores de R1 y R2. Si desea producir un Vout de Vin/2 para usarlo como voltaje de referencia para un amplificador operacional, puede elegir que R1 y R2 sean 10k o incluso 47k. Si sabe que Rload no es tan alto (por ejemplo, el voltaje de referencia para un IC de memoria DDR3), entonces puede elegir que R1 y R2 sean 1k.

En caso de que Rload sea bajo, la mayoría de los ingenieros utilizarán valores altos de R1 y R2 (por ejemplo, 47k) y los alimentarán a través de un búfer no inversor para que Rload no afecte a Vout.

Uno de los problemas de tratar de tener en cuenta Rload en la ecuación es que, por lo general, no se conoce el valor exacto de Rload, o puede cambiar dinámicamente.

¿La fórmula del divisor de voltaje está incorrecta en todas partes?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v