Si podemos realizar el análisis de circuitos usando multímetros, ¿por qué necesitamos hacerlo matemáticamente?

Answer 1

• Diseño de circuitos.
  Si no conoce los fundamentos, no puede adivinar de antemano qué hará una modificación potencial: tendrá que construir el circuito y medirlo. Si lo hace al hacer un circuito integrado en su circuito, se puede hacer algo rápido (aunque aún más lento que los cálculos), pero no necesariamente será muy preciso en términos de rendimiento y ruido. (Las capacitancias e inductancias parásitas que le proporcionarán sus cables extra largos son un dolor en el cuello, incluso en el mejor de los casos). Si desea obtener mejores datos sobre, por ejemplo, el ruido, es posible que deba solicitar PCB con su diseño propuesto, y luego cada iteración del diseño tomará entre una y tres semanas cada vez que se dé cuenta de que necesitaría cambiar la topología significativamente (es decir, si es insuficiente para soldar y desoldar componentes, o cortar trazas en el tablero).
• Verifique que los circuitos funcionen.
  Cuando recibo un lote de prototipos de PCB del fabricante, ejecuto una batería de pruebas basadas en software en las placas. Si una placa se comporta mal de alguna manera, saco el multímetro y el osciloscopio para descubrir qué está mal. Pero antes de hacerlo, necesito saber cuáles deben ser los niveles de voltaje.
• Circuitos “inconmensurables”
  Un voltímetro no es un dispositivo ideal. Tiene una resistencia finita (aunque muy alta), y si su circuito también tiene resistencias muy altas, la corriente a través del voltímetro puede cambiar el comportamiento del circuito, en particular si su circuito intenta realizar mediciones sensibles con corrientes muy bajas. Claro, incluso en este caso podrá realizar mediciones en la mayoría de las redes del circuito, pero es posible que no pueda acceder a todas.
  Del mismo modo, los voltajes o corrientes pueden ser simplemente más bajos de lo que la mayoría de los multímetros portátiles pueden detectar. Y hablando de corrientes: ¡intente usar un multímetro para medir una corriente en una PCB! Puede incluir un poco de tiempo de calidad con un soldador …
• Mejoramiento.
  Un problema práctico que tuve hace unos meses fue hacer un puente Wheatstone (algo modificado) como parte de un circuito sensor de temperatura. Sabía que tenía un margen de voltaje de tal y tal voltaje, que quería medir este y aquel rango de temperatura, y se especificó que mi termistor tenía algunos parámetros particulares. ¿Qué tan grandes deberían ser las resistencias restantes para acercarse razonablemente a la oscilación máxima del voltaje de salida, dadas estas restricciones?
  (El circuito no era un Wheatstone directo, por lo que había que lidiar con más de tres resistencias adicionales).

Answer 2

Existen múltiples razones por las cuales necesita un análisis teórico en la vida real.

Considere los siguientes escenarios:

• Está intentando construir algo nuevo, con componentes que son muy sensibles y solo funcionan dentro de dicho rango de voltajes. Ahora, ¿qué pasa si ha conectado ese componente en un circuito sin ningún cálculo previo? ¿Qué sucede si el voltaje suministrado al componente es más de lo que puede soportar? Si tuviera que medir eso usando un multímetro, terminaría friendo ese componente y otros componentes en el circuito en el momento en que encienda su suministro.
• Considere que tiene que medir el voltaje / corriente / resistencia en una línea de transmisión aérea desde la estación de generación a dicha subestación (varios kilómetros de largo). ¿Cómo medirías la resistencia de una línea de transmisión a unos 50 metros sobre tu cabeza y a unos 100 km de largo, usando un multímetro?

Answer 3

Aparte de todo lo demás, digamos que podría analizar cada circuito con un multímetro.

¿Qué tipo de circuitos estarías midiendo? Unos que NOSOTROS hemos construido.

¿Cómo construirías un circuito para hacer lo que quieres si no sabes cómo funciona? Seguramente podemos lanzar algunos dispositivos juntos en un circuito cerrado y analizarlos por prueba y error, pero ¿qué tan eficiente es eso?

Debes recordar que la verdadera razón por la que estás aprendiendo esto es para aplicarlo al mundo real. Y la palabra real no necesita que le digas cosas que ya sabe. Necesita que construyas algo nuevo.

Salud

Answer 4

¡Realmente no puedes hacer análisis de circuitos usando medidores!

Miremos los circuitos de esta manera; Los circuitos son modelos de comportamientos físicos y las ecuaciones matemáticas describen esos modelos y sus comportamientos.

Entonces, cuando desea diseñar un circuito específico para un propósito específico, no puede simplemente tomar un multímetro (o un SPICE) y usar pruebas y errores para alcanzar su objetivo. Con circuitos grandes y tantas posibilidades, teóricamente nunca alcanzarás tus objetivos de diseño utilizando métodos de fuerza bruta.

Las ecuaciones matemáticas están ahí para ayudarlo con sus objetivos de diseño.

Answer 5

Los multímetros por sí solos no lo llevarán muy lejos, pero suponga que tiene osciloscopios y analizadores de red, etc.

Necesita medidas y matemáticas, ya que cualquiera de las dos tiende a quedarse atrapado durante largos períodos de tiempo. La medición sola lleva a los diseñadores de circuitos a largos ciclos de “empuje y esperanza”. Las matemáticas solo llevan a los diseñadores de circuitos a resolver los problemas equivocados.

Puedes saltar sobre una pierna, pero es más lento que correr.

Answer 6

Cuando diseña el circuito, antes de que se construya, desea saber cómo funcionará. Quizás necesite saber la corriente o el voltaje, de modo que pueda seleccionar componentes con la clasificación adecuada.

Answer 7

Porque solo puede “analizar” el circuito más básico con un multímetro: un circuito CC estático simple con fuentes y cargas estables.

Ahora intente eso con, digamos, un transmisor de radio HF.