Divisor de tensão versus resistor em série

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Qual é a diferença entre ter um divisor de tensão ou apenas usar um resistor em série.

Por exemplo, eu tenho uma tensão de entrada com 12V e dois resistores em um divisor de tensão, R1 = 10k e R2 = 10k, então minha tensão é dividida igualmente em 6V. Como isso é diferente de ter um resistor (R = 6k, I = 1mA) em série?

Amandeep Grewal
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Não está claro o que você está perguntando aqui, você poderia esclarecer um pouco as coisas? Por exemplo, você quer dizer uma fonte de corrente com o resistor de 6k? Em caso afirmativo, você quer dizer em série ou em paralelo com a fonte atual? Se em série e sem carga assumirá tensão infinita (assumindo fonte ideal) Achei que você poderia ter significado uma fonte de tensão 6V com o 6k em série ...
Oli Glaser
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Você pode explicar o que você está tentando fazer? Acredito que você tenha um mal-entendido dos conceitos básicos, mas é difícil explicar os conceitos corretos sem algum contexto. Como você está tentando reduzir a tensão pela metade para ser lida por um ADC?
Kellenjb

Respostas:

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Se você extrair 1mA do circuito divisor do resistor que você mencionou, ele produzirá um volt (o resistor superior terá 1,1mA fluindo através dele, diminuindo assim 11 volts; desse 1,1mA, 0,1mA passará pelo resistor inferior enquanto o restante 1mA entra na sua carga). O resistor de 6K cairia 6 volts, alimentando assim 6 volts em uma carga de 100mA.

Se a corrente de carga ou a resistência de carga são um valor constante conhecido, pode-se calcular uma resistência em série que converterá uma tensão de entrada conhecida em qualquer tensão de carga conhecida mais baixa desejada. Se a corrente ou resistência da carga não for conhecida com precisão, no entanto, desvios do ideal farão com que a tensão da carga varie do que se destina. Quanto maior a diferença entre a tensão de entrada e a tensão de carga, maior a variação na tensão de carga.

A adição de um resistor de carga adicionará efetivamente uma carga fixa conhecida, além da potencialmente variável. Suponha que um tivesse uma fonte de 12 volts e a carga pretendida fosse 10uA +/- 5uA a 6 volts. Se alguém usasse um resistor em série dimensionado para o gabinete de 10uA (600K), ele cairia apenas 3V a 5uA (alimentando 9 volts à carga) e 9V a 15uA (alimentando 3 volts à carga). A adição de um resistor de 6,06 K em paralelo com a carga faria com que o consumo total de corrente fosse de cerca de 1.000mA +/- 0.005mA, exigindo que o resistor superior fosse alterado para 6K; como as mudanças na corrente de carga afetariam apenas a corrente total em cerca de 0,5%, elas afetariam apenas a queda de tensão do resistor superior em cerca de 0,5%.

Se a tensão da fonte é estável e a corrente de saída é pequena, um divisor de tensão pode ser um meio prático de gerar uma tensão estável. Infelizmente, para que o divisor de tensão gere uma tensão estável, a quantidade de corrente alimentada pelo resistor mais baixo (e, portanto, desperdiçada) deve ser grande em relação à possível variação absoluta na corrente de carga. Normalmente, isso não é problema quando a corrente de saída está na ordem dos picoamps, às vezes é aceitável quando a corrente de saída está na ordem dos microamps, e geralmente se torna inaceitável quando a corrente de saída está na ordem dos ampères.

supercat
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Esta é a melhor resposta para esta pergunta que li enquanto procurava por uma hora uma boa explicação. Ele cobre todos os detalhes, o exemplo é ótimo e seu último parágrafo também é muito bom. Obrigado!
21419 IceFire
mas por que resistor 5.94K? um divisor de tensão com R1 = 600k e R2 = 5,94k produz 0,0098V, isso está longe de 6V?
IceFire
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@ IceFire: esqueci de mencionar que, após adicionar o resistor de carga, seria necessário recalcular o resistor superior, conforme apropriado para o aumento da carga. Eu também acho que provavelmente deveria ter dito um resistor de 6.06K.
Supercat
Ah, ok, isso fica um pouco mais claro. Se possível, você também pode mostrar brevemente como chega a 1mA? Tentei R2 / (R1 + R2) e outras coisas, mas nunca chegar a esse resultado ...
IceFire
A corrente é definida pela combinação da carga e qualquer resistência que esteja paralela a ela. O 1mA foi escolhido como um valor 100x maior que a resistência à carga (reduzindo em 100 vezes o efeito das variações na corrente de carga); 6,06K foi escolhido para passar 990uA a 6 volts. O resistor do lado superior precisaria ser ajustado para diminuir 6 volts a 1mA.
Supercat
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Ω

Ω

Oli Glaser
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Ω
Ω

stevenvh
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Como isso é diferente de

"Diferente de" de que maneira?

Duas diferenças óbvias estão no circuito equivalente de saída (supondo que você queira dizer que o nó central do divisor de tensão é a saída) e na carga apresentada na tensão de entrada.

A saída do divisor de tensão possui um equivalente de Thevenin de 6V com impedância de saída de 5K. A saída do resistor + uma carga de fonte de corrente de 1mA = 6V com impedância de saída de 6K.

A carga na fonte do divisor de tensão é de 0,6mA via carga de 20K; a carga no suprimento para o resistor + fonte de corrente é uma carga de fonte de corrente (corrente constante).

Jason S
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Alguma confusão aqui eu acho, e também um bom pensamento. A diferença para a pergunta feita talvez não seja nenhuma, se você estiver olhando apenas para cair 6 volts dos 12 volts. Depende da aplicação. Qualquer um pode ser bem sucedido na situação certa.

No caso do divisor, o ponto central será de 6 volts, se a carga no ponto central não tiver corrente, e no resistor único com 1 mA, a saída será de 6 volts, se a carga levar exatamente 1 mA. Mas são 2 aplicações diferentes e nenhuma será exata se a carga não for impedância infinita no primeiro caso ou 6k Ohms ao retorno de 12 V (ou 1 mA de corrente) no segundo caso.

Se você usar um divisor de tensão para criar um nível de tensão a partir de outro, poderá fazer isso com um divisor de tensão, mas precisará saber qual é a impedância dos pontos de terminação, para que você possa calcular o nível completo tensões de circuito e fluxos de corrente e se você puder tratar qualquer terminação como uma fonte ideal de corrente ou tensão (permitindo ignorar sua impedância). Supondo que o divisor no problema inicial esteja entre uma fonte de 12 volts e seu retorno e a fonte de voltagem seja baixa impedância suficiente para ignorar, a resposta à pergunta depende de qual é a impedância do ponto de saída para a fonte de 12 volts ou o retorno de 12 volts. Para ver a tensão no ponto de saída do divisor,

Se as impedâncias de carga são várias ordens de magnitude maiores que 6K, na maioria dos casos você pode ignorá-las.

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

Engenheiro Antigo
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