Divisor de voltaje versus resistencia en serie

¿Cuál es la diferencia entre tener un divisor de voltaje o simplemente usar una resistencia en serie?

Entonces, por ejemplo, tengo un voltaje de entrada con 12V y dos resistencias en un divisor de voltaje, R1 = 10k y R2 = 10k, por lo que mi voltaje se divide de manera uniforme en 6V. ¿En qué se diferencia esto de tener una resistencia (R = 6k, I = 1mA) en serie?

Si extrae 1 mA del circuito divisor de resistencia que mencionó, generará un voltio (la resistencia superior tendrá un flujo de 1.1 mA a través de él, dejando caer 11 voltios; de ese 1.1 mA, 0.1 mA atravesará la resistencia inferior mientras que el resto 1mA irá a su carga). La resistencia de 6K caería 6 voltios, alimentando así 6 voltios en una carga de 100 mA.

Si la corriente de carga o la resistencia de carga es un valor constante conocido, se puede calcular una resistencia en serie que convertirá un voltaje de entrada conocido en cualquier voltaje de carga menor conocido. Sin embargo, si la corriente de carga o la resistencia no se conocen con precisión, las desviaciones del ideal causarán que el voltaje de carga varíe de lo que se pretende. Cuanto mayor sea la diferencia entre el voltaje de entrada y el voltaje de carga, mayor será la variación en el voltaje de carga.

Agregar una resistencia de carga agregará efectivamente una carga fija conocida además de la potencialmente variable. Supongamos que uno tuviera una fuente de 12 voltios y la carga prevista fuera de 10uA +/- 5uA a 6 voltios. Si uno solo usara una resistencia en serie dimensionada para la caja de 10uA (600K), caería solo 3V a 5uA (alimentando 9 voltios a la carga) y 9V a 15uA (alimentando 3 voltios a la carga). Agregar una resistencia de 6.06K en paralelo con la carga causaría que el consumo de corriente total sea de aproximadamente 1.000 mA +/- 0.005 mA, lo que requiere que la resistencia superior se cambie a 6 K; Como los cambios en la corriente de carga solo afectarían la corriente total en aproximadamente un 0.5%, solo afectarían la caída de voltaje de la resistencia superior en aproximadamente un 0.5%.

Si el voltaje de la fuente es estable y la corriente de salida es pequeña, un divisor de voltaje puede ser un medio práctico para generar un voltaje estable. Desafortunadamente, para que el divisor de voltaje genere un voltaje estable, la cantidad de corriente alimentada a través de la resistencia inferior (y por lo tanto desperdiciada) debe ser grande en relación con la posible variación absoluta en la corriente de carga. Por lo general, esto no es un problema cuando la corriente de salida es del orden de picoamperios, a veces es aceptable cuando la corriente de salida es del orden de microamperios, y generalmente se vuelve inaceptable cuando la corriente de salida es del orden de amperios.

$\Omega$

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¿Cómo es esto diferente de

"Diferente de" de qué manera?

Dos diferencias obvias están en el circuito equivalente de salida (suponiendo que quiere decir que el nodo central del divisor de voltaje es la salida) y en la carga presentada al voltaje de entrada.

La salida del divisor de voltaje tiene un equivalente Thevenin de 6V con una impedancia de salida de 5K. La salida de la resistencia + una carga de fuente de corriente de 1 mA = 6 V con una impedancia de salida de 6 K.

La carga en el suministro para el divisor de voltaje es 0.6mA a través de una carga de 20K; La carga en el suministro de la resistencia + fuente de corriente es una carga de fuente de corriente (corriente constante).

Algo de confusión aquí, creo, y también algo de buen pensamiento. La diferencia para la pregunta formulada es quizás ninguna, si solo está buscando bajar 6 voltios de los 12 voltios. Dependerá de la aplicación. Cualquiera de los dos podría tener éxito en la situación correcta.

En el caso del divisor, el punto central será de 6 voltios si la carga en el punto central no toma corriente, y en la resistencia simple con 1 mA, la salida será de 6 voltios si la carga toma exactamente 1 mA. Pero son 2 aplicaciones diferentes y ninguna será exacta si la carga no es de impedancia infinita en el primer caso o de 6 k ohmios al retorno de 12 V (o sumidero de corriente de 1 mA) en el segundo caso.

Si va a usar un divisor de voltaje para crear un nivel de voltaje a partir de otro, puede hacerlo con un divisor de voltaje, pero necesita saber cuál es la impedancia de los puntos de terminación, de modo que pueda calcular el total voltajes de circuito y flujos de corriente y si puede tratar cualquier terminación como una fuente ideal de corriente o voltaje (lo que le permite ignorar su impedancia). Suponiendo que el divisor en el problema inicial está entre una fuente de 12 voltios y su retorno y la fuente de voltaje tiene una impedancia lo suficientemente baja como para ignorarla, entonces la respuesta a la pregunta depende de cuál es la impedancia del punto de salida para la fuente de 12 voltios o el retorno de 12 voltios. Para ver el voltaje en el punto de salida del divisor,

Si las impedancias de carga son varios órdenes de magnitud superiores a 6K, en la mayoría de los casos puede ignorarlas.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}