¿Para qué sirve esta resistencia en este circuito?

Las resistencias de 10K y 1K en el circuito forman un divisor de voltaje cuando se presiona el interruptor para cerrarlo. Con el suministro de +12 V, este divisor establece nominalmente un voltaje de polarización de la base del transistor en aproximadamente 1 voltio. Fluye muy poca corriente de base debido al hecho de que el emisor del transistor NPN se mantiene sobre el suelo y, como tal, el voltaje del emisor de base NPN nunca es lo suficientemente alto como para permitir que el transistor se encienda. En una simulación de dicho circuito con un modelo de transistor 2N3904, se muestra que la presencia de la resistencia de 1K mantiene un sesgo en el LED de aproximadamente 0,7 V debido a las corrientes de muy bajo nivel en el transistor. Si se quita la resistencia de 1K y cuando el interruptor se cierra a GND, la polarización del LED cae esencialmente a cero porque el transistor se apaga por completo.

Desde un punto de vista funcional, para que un LED se encienda y apague desde el interruptor, no es necesario tener la resistencia de 1K en relación con este circuito simple. Por otro lado, si este circuito se usó en un sistema más complejo que tenía un circuito de monitoreo a través del LED buscando el sesgo mencionado anteriormente, podría ser un indicador de que todo el cableado desde el interruptor hasta el LED estaba intacto y en su lugar. En un sistema de alarma antirrobo real donde el interruptor y el LED pueden estar ubicados muy separados, esta detección de polarización residual puede desempeñar un papel para garantizar que el cableado no haya sido manipulado.

Tienes razón, la resistencia de 1 kΩ no tiene sentido. Cuando el interruptor está cerrado, hace que la base del transistor baje lo suficiente como para apagarlo, pero un cortocircuito total de la base a tierra lograría sin ambigüedades el mismo efecto.

Realmente no me gusta mucho este circuito. En este caso, no veo el sentido de poner el LED en la pata del emisor. Parece una forma complicada de hacer las cosas sin ningún beneficio real.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, no miraría nada en ese libro como ejemplos de buen diseño.

Si el interruptor está abierto, el voltaje base está determinado por el voltaje directo del LED, por ejemplo, 2 V + 0,7 V = 3,7 V. Entonces, la corriente base es (12 V - 3,7 V)/ 10 kΩ = 0,83 mA.

Si cierra el interruptor, la corriente a través de la resistencia de 10 kΩ se dividirá para pasar en parte a través de la resistencia de 1 kΩ y en parte a la base. Sabemos que la base necesita 3,7 V antes de que el transistor comience a conducir. Para tener 3,7 V allí, la corriente a través de 1 kΩ tendrá que ser de 3,7 mA, debido a la Ley de Ohm. Entonces, si el transistor conduciría, su corriente base sería 3,7 mA menos que la corriente del suministro de 12 V a través de la resistencia de 10 kΩ.

Pero vimos que esa corriente no será superior a 0,83 mA, por lo que todo pasará por el 1 kΩ y el transistor no conducirá nada. Como no conduce, podemos ignorarlo por ahora y calcular el voltaje base a partir del divisor de resistencia:

$V_B = \dfrac{1 k\Omega}{1 k\Omega + 10 k\Omega} \times 12 V = 1.09 V$,

que de hecho es inferior a los 3,7 V requeridos.

¿Qué pasa si se omite el 1 kΩ? Entonces la corriente de tierra aumentaría de 1,09 mA a 1,2 mA, eso es todo. Esa diferencia de 0,1 mA no arruinará el banco, por lo que también podría omitirla.

Francamente, no creo que este sea un buen circuito. Cierras el interruptor para apagar el LED, en lugar de encenderlo, lo cual está bien, pero significa que cuando el LED está apagado seguirás teniendo una corriente de 1,1 mA fluyendo, por nada. Sería una mejor idea colocar el interruptor en el lado de 10 kΩ. Admitido, su función sería inversa (cerrar encendería el LED), pero no tendrá corriente con el LED apagado. En ese caso, aún puede agregar una resistencia a tierra, pero su valor debería ser mucho mayor: un 4,5 kΩ consumirá 0,83 mA a un voltaje base de 3,7 V. Esos 0,83 mA eran la corriente procedente del suministro de 12 V, por lo que ese es el punto en el que el transistor apenas comienza a conducir. Así que el valor debe ser mayor que eso. Un valor de 100 kΩ consumirá 37 µA cuando el transistor conduce, por lo que la base obtendrá 830 µA - 83 µA = 750 µA. Si no te importa la pérdida del 10 % puedes colocar la resistencia. También puede omitirlo allí (¡sin reemplazarlo con un cable!), Entonces la base flotará cuando el interruptor esté abierto. Para un transistor bipolar eso no es realmente un problema, especialmente porque necesitaría 3.7 V altos para que conduzca, pero para un MOSFET se requeriría esa resistencia.

La corriente encontrará la ruta con la R más baja. Apague, el divisor sujetará el voltaje base a 1 V, lo que no es suficiente para encender el transistor. Encienda, la corriente fluirá hacia el transistor y encenderá el Vbe y el diodo.

Leí de su pregunta que el circuito es un ejemplo de alarma antirrobo.

Por lo tanto creo que la función de esa resistencia es evitar que algún intruso queme tu alarma "muy sofisticada", poniendo una batería de 9V directamente entre los contactos del interruptor.

Otra función de esa resistencia (tal vez en el libro se explica más adelante para mejorar ese tipo de robo) es que tal vez esté incrustada en el interruptor. De esta forma, si un intruso simplemente cortocircuita los cables (es decir, hace un corto directo entre la base y tierra), la resistencia en realidad será 0. Por lo tanto, puede agregar un comparador que controle el voltaje de la base. Si baja demasiado, la alarma debería encenderse de todos modos, ya que un intruso intentó manipular la alarma.

Aparte de esto, la resistencia no tiene otras funciones prácticas: podría haberse omitido.

Por qué esta extraña disposición (transistor NPN, LED en el LADO del emisor). Bueno, si considera el interruptor y la resistencia como un solo componente, notará que ambos tienen la tierra conectada a una terminal. ¿Quizás esto podría ser útil en algunas circunstancias?