Elección de los valores de las resistencias del divisor de tensión

Question

Arriba está el circuito en cuestión.

R1 y R2 forman un divisor de tensión para suministrar la corriente deseada para la carga.

A la izquierda está el circuito original y a la derecha su equivalente Thevenin.

Digamos que la tensión de alimentación ideal es conocida y queremos una corriente de 0,01A a través de nuestra carga RL que es de 100 ohmios.

Así que podemos escribir lo dado y lo deseado como

Vcc = 5V

Ith = 0,01A

RL = 100 ohmios (resistencia de carga)

Aquí podemos emplear la ley de Kirchhoff para el circuito tevenizado como

Vth = Ith Rth + Ith RL

Vth - 1 = Ith*Rth

5*R2/(R1+R2) - 1 = 0,01 * R1*R2/(R1+R2)

R1 = 400*R2/(R2+100)

Así que ahora tenemos una relación entre R1 y R2.

Por ejemplo:

si R2 = 100ohm entonces R1 = 200 ohm

si R2 = 10k ohm entonces R1 = 396 ohm

Hasta aquí todo bien. Si trazamos R1 frente a R2 para 1 a 100ohm y 1 a 10kohm obtenemos los siguientes gráficos:

Parece que para R2 en torno a 10k, R1 va a un límite como 400ohm.

Creo que uno puede elegir aquí como 400ohm para R1 y cualquier resistencia por encima de 10k para R2.

También me he dado cuenta de que si R1 y R2 son resistencias bajas, como R2 = 100ohm y luego R1 = 200 ohm, la corriente que pasa por R1 y R2 es mucho mayor.

Esta es mi pregunta:

¿Significa eso que debemos evitar elegir resistencias bajas para R1 R2 sólo para no conducir más corriente?

Y si es así, ¿cuál es la regla general si sólo conocemos el valor exacto de RL y la relación R1 = 400*R2/(R2+100)?

Me refiero a si existe una regla general entre RL y Rth o RL y R2. ¿Existe una regla general entre RL y Rth o RL y R2?

Answer 1

En la situación que expones, la regla general es eliminar R2 y determinar el valor de la tensión necesaria en el \$ R1Rl \$ de la unión mediante la ley de Ohm:

$$ E_{J} = IR = 0.01A \times 100\Omega = 1 \text{volt} $$

Como la corriente en un circuito en serie es la misma en todas partes, los 0,01 amperios que pasan por la resistencia de carga también deben pasar por R1.

Entonces, como la tensión de alimentación, Vcc, es de 5 voltios y quieres que el motor vea 1 voltio, la ley de Ohm dicta que el valor de R1 debe ser:

$$R1 = \frac{Vcc - V_{J}}{I} -\frac{4V}{0.01A} = 400 \text{ohms} $$

Answer 2

Si tu carga no debe cambiar su consumo eléctrico, entonces puedes utilizar el divisor confluente en el que el R2 va al infinito y R1 es de unos 400 Ohm. Así que el 400Ohm puede ser incluido en la resistencia de su fuente de alimentación (ver la ley de Ohm completa). Pero si no - si la corriente de su carga puede tener en un pico de la 0,15A o 0,02A (whatewer cuánto - pero superior a 0,01), entonces su carga tendrá una falta de poder, debido a 400Ohm restrictor (R1):

100Ohm * 0,01A = 1V. 1V / 0,02A = 50 Ohm. Así que en la pica la resistencia de su carga es de 50Ohm. 400Ohm + 50Ohm = 450 Ohm. 5V / 450Ohm = 0, 0111A. Incluso su carga tiene la capacidad de reducir su resistencia para ser igual a cero, la corriente máxima posible es 5V / 400 Ohm = 0,0125A. lo que no es suficiente para su carga. Y para este caso la regla empírica sobre el divisor de tensión es un buen consejo: la corriente de un R2 debe ser mayor en 10 veces o más que una corriente de su carga que desea utilizar con el divisor. En este caso la resistencia equivalente de R2&RL se mantendrá en un estrecho diapasón y no afectará fuertemente a la corriente equivalente de un divisor.