Eu estava aprendendo sobre divisores de tensão a partir daqui e decidi tentar um circuito de teste com meu laboratório de aprendizado Radioshack. Com uma tensão de entrada de 4.5V e dois resistores de 1000Ω, eu esperava que a saída de tensão fosse 4.5 * (1000 / (1000 + 1000)) = 2.25V.
Depois de analisar isso , pensei que a única maneira de medir a tensão de saída do divisor era medir a queda de tensão de um resistor (caso contrário, obteria uma leitura de 0V), então adicionei um resistor de 1000Ω ao circuito ( R3 no desenho abaixo). Eu medi a tensão nesse resistor extra, mas obtive 1,48V para uma tensão de saída. O que eu achei estranho foi que, quando usei resistores de alta resistência, a queda de tensão se aproximou cada vez mais de 2,25 V (a mais alta que fiz, 1MΩ, levou à leitura de 2,25V que eu queria).
Posso usar resistores como este R3 para testar a saída de tensão que sai deste divisor de tensão? Caso contrário, como posso verificar, por medição, se esse divisor de tensão fornece uma saída do que tenho certeza de 2,25V?
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
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Respostas:
Bem-vindo aos divisores em potencial resistivos; se você os carregar, eles mudam.
Você efetuou um cálculo com R1 e R2 formando o divisor de potencial para encontrar a tensão de saída. No entanto, agora você está adicionando um resistor extra R3. Isso significa que o resistor mais baixo no divisor de potencial agora é realmente R2 || R3 (R2 em paralelo com R3).
No caso de seu exemplo esquemático, agora você tem um resistor de fundo no divisor de potencial de R2 || R3 = 500Ohms. Isso é muito diferente do valor que você calculou em primeiro lugar. Se você repetir o cálculo novamente, obtém:
perto do que você mediu.
À medida que o resistor é cada vez maior, o efeito se torna cada vez menor - você pode ver que, a partir do cálculo de R2 || R3 - quanto maior você faz R3, mais próximo de R2 se torna o valor combinado.
Vale a pena notar que, se você omitir o R3 e simplesmente conectar o multímetro ao R2, terá realmente o mesmo problema. Um multímetro no modo de tensão é basicamente um resistor muito grande; portanto, se você conectá-lo ao seu circuito, ele ainda terá um efeito de carga - em essência, ele se torna R3. No entanto, a resistência do multímetro é muito grande (geralmente> 10MOhm), por isso terá um efeito muito pequeno no seu circuito.
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Simplesmente remova o R3. O multímetro já possui uma resistência de entrada muito alta.
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Você está certo, que deseja "medir a queda de tensão de um resistor". No entanto, R2 é esse resistor . Você não precisa adicionar nada - basta medir a queda de tensão no R2.
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A melhor maneira de testar um nó de tensão com precisão é com uma prova de resistência de entrada "alta". Pode ser uma prova do osciloscópio ou um voltímetro de 10Megohm. Embora o voltímetro que você está usando não seja muito bom, a principal razão pela qual você não está vendo a voltagem esperada é que você tem outro resistor (R3) no resistor (R2) que está medindo. A precisão melhorará se você remover o R3.
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Você está tentando usar / usar indevidamente uma fórmula memorizada, quando tudo que você precisa é a Lei de Ohm. Pense desta maneira: uma corrente flui do BAT1 e passa pelo R1. Em seguida, divide-se em 2. Exatamente 1/2 passa por R2 e os outros 1/2 por R3. Como R2 e R3 veem metade da corrente que R1, a tensão no par é metade da corrente no R1. Isso significa que a tensão entre eles também é 1/2 (Lei de Ohm), a tensão em R1, ou 1/3 da tensão do BAT1. A tensão é / deve ser de 1,5 V.
A resistência equivalente dos resistores paralelos também pode ser encontrada pela aplicação da Lei de Ohm. Depois de alguma álgebra, você encontrará que é igual ao produto sobre a soma dos valores do resistor. R2 e R3 juntos parecem 500 ohms.
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