Cálculo de la corriente en el circuito

Question

Por favor, muéstrame los pasos para calcular la corriente que pasa a través de R1, R2 y D1 Led (LED de color verde), cuando probé este circuito a través de un multímetro mostró como 2,5ma a través de R1 y R2 pero 0ma a través de D1, y también la caída de tensión a través de D1 fue de 0,5 voltios.

¿Hay alguna forma de calcularlos manualmente?

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

Sólo es un método más. El punto clave es juzgar si el diodo está encendido.

Supongamos que el LED está encendido, entonces la caída de voltaje en el LED y R2 debe ser de 2V más o menos, entonces

$$V_{D1} = V_{R2} = 2V$$

Entonces la corriente en $R_{2}$ debe ser

$$I_{R2}= \frac{2V}{200\Omega}=10mA$$

Entonces la caída de tensión en $R_{1}$ debería al menos

$$V_{R1} = (I_{R2} + I_{D1}) \times R_{1} >10mA \times 1k\Omega=10V$$

Aparentemente, esta tensión es mayor que la de la fuente, por lo que el diodo NO puede estar encendido. Así que pensamos que es un circuito abierto. Entonces ahora es una fuente de voltaje en serie con dos resistencias. Y las matemáticas serán fáciles.

Answer 2

Para resolver circuitos con diodos, normalmente se asume que el diodo está conduciendo (está encendido) y luego se observa si hay alguna inconsistencia.

De la página 3 de Ficha técnica del LTL-307EE Si el LED está encendido, sabemos que su tensión típica es de 2,0V. Como D1 está conectado en paralelo con R2, R2 también comparte su tensión. Como R1 está en serie con R2, la caída de tensión a través de R1 y R2 es la misma que la tensión proporcionada por la fuente V1. Así que tenemos:

$$V_{D1} = V_{R2} = 2V$$ $$V_{R1} + V_{R2} = 3V$$

De estas dos ecuaciones anteriores obtenemos que: $$V_{R1} = 1V$$

De la Ley de Ohm, $V=RI$ o $I=V/R$ podemos calcular las corrientes: $$I_{R1} = V_{R1} / R1 = 1V / 1k\Omega = 1mA$$ $$I_{R2} = V_{R2} / R2 = 2V / 200\Omega = 2.5mA$$

Pero por la conservación de la corriente, sabemos que:

$$I_{R1} = I_{R2} + I_{D1}$$

y

$$I_{D1} = I_{R1} - I_{R2} = 1 - 2.5 = -1.5mA$$

Eso significa que debe haber una corriente de $1.5mA$ que va contra el diodo. Pero como $D1$ es un diodo, sabemos que no puede conducir cuando está en polarización inversa (suponiendo un diodo ideal, claro).

Hay una contradicción que nos dice que el LED no está encendido .

Ahora, asumiendo que el LED está encendido, podemos sustituirlo por un circuito abierto y resolver el problema:

$$I_{R1} = \frac{V1}{R1 + R2} = \frac{3}{1000 + 200} = \frac{3}{1200} = 2.5mA$$

$$I_{R1} = I_{R2}$$

$$V_{R2} = R2 \times I_{R1} = 200 \times 2.5mA = 0.5V$$

$$V_{D1} = 0.5V$$

Tal como lo mediste.

Answer 3

Ignorando el LED, R1 y R2 forman un divisor de potencial que reduce la tensión de alimentación en: -

$\dfrac{R2}{R1+R2}$ = 0.1666

Esto significa que el voltaje a través de R2 (con una alimentación de 3V) es de 3V x 0,1666 = 0,5 voltios y no es suficiente para empezar a encender un LED normal.

Con 0,5 voltios a través de R2 (200 ohmios) la corriente será de 0,5/200 = 2,5mA