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Cómo calcular el voltaje de salida en un “divisor de voltaje” con LDR o NTC
En los siguientes circuitos de tipo serie aplicaremos la Ley de Ohm ya vista en clase. En el 1) y 2) usamos un
LDR (Light Dependent Resistor) como elemento variable y sobre él medimos el voltaje de salida. En los
ejemplos 3) y 4) el circuito no cambia y lo que cambia es dónde medimos el voltaje de salida, en este caso sobre
el elemnto fijo es decir sobre la R de 10k.
Nota importante: si el voltaje está en voltios V y la resistencia en kΩ la intensidad de corriente I estará
expresada en mA. Si multiplicamos mA por kΩ el resultado estará expresado en voltios V.
1) Tenemos un circuito serie como el de la derecha en el que
tenemos una R1 fija de 10kΩ y medimos el voltaje sobre el
LDR (R2) en condiciones de oscuridad (noche), donde este
elemento presenta una resistencia de 1MΩ (1000 kΩ).
Hallamos primero la intensidad de corriente I:
I = Vcc /(R1+R2) = 10V / (10k+1000k) = 0,0099 mA
. Ahora el voltaje sobre R2 será:
V2 = I. R2 = 0,0099mA. 1000K = 9,9 V
Circuito serie usando un LDR (noche)
2) Ahora veremos qué pasa con dicho voltaje cuando las
condiciones son de mucha luz (de día). Ahora el LDR
presenta 400Ω que expresado en kΩ son 0,4k.
Ahora la I aumenta y vale:
I = Vcc /(R1+R2) = 10V / (10k+0,4k) = 0,9615 mA
Ahora elvoltaje serádistinto:
V2 = I. R2 = 0,9615 mA. 0,4k = 0,385V = 385 mV
Circuito serie usando un LDR (dia)
3) Ahora el mismo circuito serie pero el voltímetro mide
sobre la R1 de 10kΩ. La I es la misma: I = 0,0099 mA ya
que sigue habiendo una R fija de 10k en serie con el LDR
que de noche tiene 1MΩ = 1000 kΩ.
El voltaje en R1 es: V1 = I. R1 = 0,0099 mA . 10k = 0,099
V = 99 mV, casi 0,1 V ¡¡ un valor pequeño !!
Circuito serie usando un LDR (noche)
4) Este mismo circuito de día afecta al valor del LDR el
cual baja a 0,4 kΩ. Vuelve a tener la misma intensidad de
corriente que antes: I = 0,9615 mA y esta vez cambia el
voltaje porque se está midiendo sobre R1 y vale: V1 = I.
R1 = 0,9615 mA . 10K = 9,61V ¡¡ un valor alto!! muy
parecido a Vcc.
Circuito serie usando un LDR (dia)
Vamos ahora a estudiar circuitos similares a los anteriores (de tipo serie) pero usando como elemento variable
un termistor NTC (Negative Temperature Coefficient).
1) Vamos a calcular el voltaje sobre el NTC el cual
presenta a 20 ºC una resistencia de 18,6 k.
Aplicamos la Ley de Ohm:
I = Vcc /(R1+R2) = 10V / (10k+18,6k) = 0,34965 mA
Ahora el voltaje sobre R2, que indica el voltímetro:
V2 = I . R2 = 0,34965 mA. 18,6 k = 6,503 V
Circuito serie usando un NTC (a +20ºC)
2) Vemos qué pasa ahora si bajamos la temperatura a (20 ºC). En este caso el NTC tiene un valor bastante
superior y llega a los 140 k. Calculamos:
I = Vcc /(R1+R2) = 10V / (10k+140k) = 0,0666 mA
Ahora el voltaje sobre R2, que indica el voltímetro:
V2 = I . R2 = 0,0666 mA. 140 k = 9,33 V
Un valor bastante alto!!!
Circuito serie usando un NTC (a -20ºC)
3) Qué pasa ahora si en lugar de medir el voltaje de
salida en el NTC lo hacemos sobre la R de 10k. Las
condiciones son idénticas, es decir la misma intensidad
de corriente:
I = 0,34965 mA pero el voltaje sobre R1 vale:
V1 = I . R1 = 0,34965 mA. 10 k = 3,4965 V = 3,5 V
Circuito serie usando un NTC (a +20ºC)
4) Ahora bajamos la temperatura a (-20ºC) y el NTC
vuelve a presentar una R2 de 140k, lo que dá la misma
intensidad de corriente: I = 0,0666 mA, pero el voltaje lo
medimos sobre R1 y vale:
V1 = I . R1 = 0,06666 mA. 10 k = 0,6666 V = 666,6 mV
Un valor bastante pequeño!!!
Circuito serie usando un NTC (a -20ºC)