Distribución de la tensión entre los componentes

Question

A menudo veo el mismo método para calcular la distribución de la tensión en los circuitos electrónicos que implica componentes cuyas curvas V-I no son triviales.

Por ejemplo, en un circuito que implica una resistencia y un LED de tener 2V / 20mA características, nos restan 2V de la tensión de alimentación para determinar el resto de resistencia a la tensión, y suponemos que la corriente en todo el circuito es de 20mA para determinar la resistencia usando la ley de Ohm. Pero, ¿qué acerca de un cálculo directo? Si la resistencia es demasiado baja, el LED voltaje sería más que esto ; en otra manera, si la resistencia es demasiado alta, el LED de tensión será menor.

Hay una manera estándar para calcular la distribución de la tensión directamente, basado en componentes elegidos (es decir, el inverso del método que determina otros componentes)? Y, más en general, es la distribución de la tensión siempre es único?

Answer 1

Desde un LED es un dispositivo controlado por, si usted está utilizando una resistencia que no siempre va a tener una muy predecible o precisas de corriente (variaciones en el proceso, la temperatura de funcionamiento, resistencia de la tolerancia, el suministro de variación, etc).
Esto no importa, aunque como en la mayoría de los casos un +-10% variación no será un problema.

Si usted busca en la hoja de datos para cualquier decente LED se dará cuenta de la Vf se da en una corriente nominal (por ejemplo, 20mA) y (como Jippie menciones) también habrá una curva I-V se puede utilizar gráficamente predecir la Vf en otras corrientes.

Así que usted podría desarrollar un modelo matemático y de intentar calcular el valor de la resistencia de esta manera, pero que no me molestaría por dos razones principales:

• Ya hay ESPECIAS modelos que te van a hacer esto para usted, creado por la que los fabricantes de sí mismos por lo que tiende a ser más exacto que cualquier cosa que usted puede venir para arriba con facilidad.

• Si usted desea conducir un LED precisamente, a continuación, utilizar una constante de la corriente de la fuente. Hay cientos de hoteles y precisa conductor ICs que hay (o un amplificador operacional de precisión de referencia puede ser utilizado) Para un ejemplo al azar, el SP7618 típico del reglamento de la tolerancia de 1.5% y una tolerancia máxima de 6% de -40°C a +85°C.

Answer 2

Sí, hay un método general, pero generalmente no es útil.

Si se va a volver a los primeros principios, hay una ecuación para cada componente de la relación de voltaje y corriente. Vamos a simplificar el problema a donde uno es una función directa de la otra, como con el LED y la resistencia de ejemplo. Dicho de otra manera, no hay un solo grado de libertad para decidir lo que cada componente está haciendo.

El problema, entonces, es un conjunto de ecuaciones simultáneas. La respuesta general es resolver estas ecuaciones simultáneas. Generalmente esto es bastante complicado y el mayor nivel de precisión no es necesaria e incluso engañosa, ya que excede la tolerancia de la que otros valores pueden ser conocidos.

En su específica LED y una resistencia ejemplo, usted podría resolver este conjunto de ecuaciones simultáneas visualmente con un gráfico. La trama de la resistencia y la corriente del LED por separado, cada uno como una función de la tensión de los nodos entre ellos. Usted sabe que una restricción adicional, que es que el actual thru es la misma. Visualmente, esto significa que usted busque el lugar que las dos curvas se cruzan, ya que es el punto en el que ambos tienen la misma corriente.

Espero que usted puede ver que se vuelve mucho más complicado para nada, pero un simple ejemplo inventado.