como reduzir a tensão DC usando resistores?

Como alguém usaria uma fonte de energia de 12 V DC para alimentar algo que precisa de 4,5 V DC usando resistores? Existe uma maneira de determinar quanto adicionar um resistor reduziria a tensão?

A resposta curta é "não faça isso".

A tensão reduzida por um resistor é dada pela Lei de Ohm: V = I R.

Portanto, se você souber exatamente quanta corrente o seu dispositivo consumirá, poderá escolher um resistor que caia exatamente 7,5 V e deixe 4,5 V para o seu dispositivo, quando essa corrente passar por ele. Mas se a corrente através do seu dispositivo estiver mudando, ou se você quiser criar mais de um sistema e nem todos os dispositivos forem exatamente iguais no consumo atual, não será possível obter 4,5 V no dispositivo de forma consistente usando apenas um resistor.

Suas outras opções incluem

• Um regulador linear. Este é basicamente um resistor variável que ajustará seu valor para manter a saída onde você deseja. Essa provavelmente é apenas uma boa solução se o seu dispositivo consome muito pouca energia (talvez até 100 mA).

• Um regulador de derivação. Isso significa usar um resistor para diminuir a tensão como você está sugerindo, mas adicionar um dispositivo extra em paralelo com a carga para controlar a tensão. O regulador de derivação ajustará sua corrente (dentro dos limites) para manter a corrente através do resistor correta para manter a tensão de saída desejada.

• Um regulador de comutação. Isso usa alguns truques para gerar a tensão de saída desejada com uma eficiência de energia muito melhor do que um regulador linear. Esta é provavelmente a melhor opção se o seu dispositivo precisar de mais de 10 ou 20 mA de corrente.

Se essas condições forem satisfeitas, é possível reduzir a tensão CC por resistores (alumínio de alta potência) [> 50 watts]

• Sua bateria é suficiente para fornecer pelo menos 20x (ou muito mais) de corrente para sua carga.
• Perda de energia não é um problema.
• (Acima) O aquecimento não é um problema ou possui um bom mecanismo de resfriamento para os resistores.
• Até a menor resistência de sua carga é muito (20x ou mais) maior que as resistências de alumínio.

Nota: 20x é apenas um número artificial, o número real depende de quanto% de variação de tensão sua carga pode tolerar.

Dois resistores podem ser usados, conforme explicado por @ efox29, apenas o único problema com essa configuração é a corrente que passa pela carga; a conexão de uma carga altera a tensão de saída, porque alguma corrente flui através da carga.

Uma solução simples é um seguidor de tensão conectado à saída dos dois resistores, isso fornecerá uma alta impedância de entrada e, portanto:

1. a tensão de saída será constante 4.5V

2. o opamp usado como seguidor de tensão tentará fornecer a quantidade de corrente necessária para a carga.

Aqui está uma imagem do que estou falando:

Conecte a saída entre dois resistores a Vin nesta configuração e, em seguida, a saída deve ser um valor constante e o amplificador operacional fornecerá à carga a corrente necessária.

Simplesmente pegue o 7805 do mercado e conecte o pino número 1 com positivo e conecte o pino 2 com negativo e retire a saída do positivo do pino número 3 e o negativo do pino número 2 e mantenha a distância do fio de saída 1,5 metro do terminal de saída do suprimento à carga.

Veja o esquema eletro103 acima. Você precisa conhecer quatro números: a corrente máxima que seu dispositivo pode consumir, a corrente mínima que ele consumirá, a tensão máxima que ele pode suportar sem vaporizar em uma nuvem fedorenta e a tensão mínima que ele precisa para funcionar. Sem esses quatro números, você não pode projetar um divisor de tensão resistivo.

Observe que esse arranjo é muito ineficiente e pode resultar em grande calor gerado nos resistores de queda.