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Como calcular la caída de tensión en un circuito

Escrito por pauline gill | Traducido por sergio mendoza
Como calcular la caída de tensión en un circuito

Un multímetro digital facilita la medición en circuitos electrónicos.

digital multimeter 3 image by dinostock from Fotolia.com

Los circuitos en serie para caída de tensión se utilizan en dispositivos de corriente continua y alterna (CC y CA) para obtener voltajes más bajos que los suministrados al circuito para ser utilizados con fines específicos dentro del dispositivo. Por ejemplo, un dispositivo con una batería de corriente continua de 24 voltios puede tener un motor de 18 voltios, luces de 3,4 voltios y un chip lógico de control de 5 voltios; todos necesitan tensiones de alimentación constante. El principio que permite el cálculo de los parámetros de estos circuitos es la Ley de Voltaje de Kirchhoff, que establece que la suma de todas las tensiones dentro de un circuito en serie debe ser igual a cero.

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Instrucciones

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    Conectar los resistores adecuados en un circuito en serie proporciona diversos niveles de caída de voltaje.

    resistors image by Albert Lozano from Fotolia.com

    Define la aplicación. En el ejemplo anterior, una fuente alimenta a un motor de 18 voltios, un led (diodo emisor de luz por sus siglas en ingles) de 3,4 voltios para iluminar el indicador y un chip de control de 5 voltios con una batería recargable de 24 voltios. La corriente para cada uno de los dispositivos está regulada por los transistores que están referenciados a un circuito de caída de tensión de precisión que consta de tres resistencias en serie con la batería. Conociendo las necesidades de tensión, se puede calcular este circuito de referencia de caída de tensión.

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    Las tarjetas electrónicas emplean grupos de resistores para modificar el voltaje.

    circuit board image by dwags from Fotolia.com

    Calcula una resistencia global de caída de tensión y el flujo de corriente a través del circuito en serie. Como se trata de un circuito de tensión de referencia, sólo se requieren corrientes muy pequeñas para regular los transistores, así que ajusta la resistencia total del circuito en 10.000 ohmios (10 k ohmios). Resuelve para la corriente dividiendo la tensión de alimentación (Vs) de resistencia total (RT). Sustituyendo, 24 volts/10.000 ohms = 2,4 miliamperios (0,0024 amperios).

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    Calcula la proporción necesaria de la resistencia total del circuito para la referencia de 3,4 voltios para el led, ya que esta es la tensión más baja, lo que requiere menor resistencia. La ecuación será R luces = Rt (10 k ohmios) X suministro para luces 3,4 voltios/24 voltios alimentación = 1.416 ohmios (1,416 k ohmios).

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    Calcula la proporción de la resistencia total del circuito necesaria para el chip lógico de 5 voltios. La ecuación será R = Rt chip de alimentación (10 k ohmios) X 5 voltios chip/24 voltios = 2.083 ohmios (2,083 k ohmios). Restando la primera resistencia de 1,416 k ohmios para las luces, todo lo que se necesita es un 2,083 menos 1,416 = 0,667 k ohmios o una resistencia de 667 ohmios para proporcionar la resistencia en serie de 2,083 k ohmios.

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    Calcula el porcentaje de la resistencia total del circuito necesaria para proporcionar la tensión de referencia de 18 voltios al motor. Esta será la resistencia más alta requerida y se resuelve para el motor con la ecuación R = Rt (10 k ohmios) X suministro del motor 18 voltios/24 voltios = 10 k ohmios X 0,75 = 7,5 k ohmios. Al restar la resistencia de 2,083 k ohmios que ya tienes, será de 7,5 k menos 2,083 k = 5,417 k ohmios para el resistor.

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    Calcula la suma de los tres resistores que constituyen una proporción de la caída de tensión total de 24 voltios sobre 10 k ohmios para el circuito. La ecuación es: 1,416 k ohmios para las luces + 0,667 k ohmios para el chip + 5,417 k ohmios para el motor = 7,5 k ohmios en total.

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    Determina el valor de la resistencia final que llevará la resistencia total hasta 10 k ohmios restando 7,5 k ohmios a partir de 10 k ohmios = 2,5 k ohmios (2.500 ohmios).

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    Determina los voltajes intermedios entre cada una de las resistencias en serie (1,416 k + 0,667 + 5,417 k + 2,5 k = 10 k comparado con el valor negativo de la alimentación de 24 voltios (-24 voltios). Esto da lugar a lecturas de voltaje de + 3,4 voltios, de +5 voltios, +18- voltios y +24 voltios respectivamente, y el circuito se resuelve a cero de acuerdo con la Ley de Voltaje de Kirchhoff.

Consejos y advertencias

  • El uso de circuitos de caída de tensión de resistencia de alta impedancia permite conservar la potencia.
  • Instalar resistencias con un valor global demasiado reducido en el circuito puede provocar sobrecarga de flujo de corriente, provocando formación de humo y el incendio de los componentes electrónicos.

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