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ANEXO CIRCUITO POTENCIOMETRICO ELECTRICIDAD/ Versión 1.0/ MODULO 3/ CÁTEDRA DE FÍSICA/ FFYB/ UBA/ ANEXO CIRCUITO POTENCIOMETRICO. ELECTRICIDAD 0.1 / M3 / FISICA Circuito Potenciométrico Es una configuración particular de circuito que se utiliza para medir la FEM de una batería o pila. El fundamento del método es equilibrar una diferencia de potencial desconocida con una diferencia de potencial variable y medible. El “esqueleto” del potenciómetro es en esencia lo que se denomina un “divisor de tensión” (divisores de diferencias de potencial). Antes de analizar la medición de una FEM usando un circuito potenciométrico, repasaremos brevemente que son los divisores de tensión. Divisores de tensión Las resistencias en serie se usan mucho en los circuitos eléctricos para proporcionar diferencias de potencial variable a partir de una pila o batería cuyo valor es constante. A los dispositivos de este tipo se los denomina divisores de tensión (figura 1). En la figura 1a se muestra un divisor de tensión que proporciona tensiones o diferencias de potencial en forma de incrementos discretos, mientras que en la figura 1b se observa un dispositivo que proporciona tensiones en forma continua mediante un hilo metálico de determinada resistividad. Este último elemento se denomina potenciómetro. En resumen, este instrumento permite extraer “fracciones” de la FEM que lo alimenta, en cantidades cuyos valores podemos llegar a conocer perfectamente a partir del valor de las resistencias utilizadas o bien, del espesor, la resistividad y la longitud abarcada del hilo que actúa como resistencia. Por lo tanto: 𝑽𝒂𝒄 = 𝑬 𝒙 𝑹𝒂𝒄 𝑹𝒂𝒃 Y en el caso de tener un hilo: 𝑹 = 𝝆. (𝑳/𝑨) 𝑽𝒂𝒄 = ( 𝑳𝒂𝒄/𝑳𝒂𝒃) RAC RAB LAC El análisis de estos circuitos es simple ya que la diferencia de potencial entre los puntos A y C puede expresarse como: LAB 𝑽𝒂𝒄 = 𝒊 . 𝑹𝒂𝒄 y si consideramos que no existe resistencia interna de la FEM Fig.1. (a).Divisor de tensión que proporciona diferencias de potencial en forma de incrementos discretos. (b). Divisor de tensión que proporciona valores continuos de diferencia de potencial: Potenciómetro. Cátedra de Física-FFYB-UBA [2] ANEXO CIRCUITO POTENCIOMETRICO. ELECTRICIDAD 0.1 / M3 / FISICA En la figura 2 se muestra el circuito potenciométrico completo utilizado para medir FEM que incluye un potenciómetro, una FEM patrón (p) y la FEM desconocida a medir (x). Figura 2. Circuito Potenciométrico Cuando no circula intensidad de corriente en G (i3=0) se establece el equilibrio en el circuito y empleando la siguiente ecuación se puede obtener el valor de la FEM incógnita. x p Lx Lp (5) Donde LP es la medida del largo del hilo cuando se establece el equilibrio para la FEM patrón (p) y Lx la medida del largo para la FEM desconocida (x). Si observa detenidamente el circuito, verá que hay una resistencia variable Rv de la que no hablamos aún: ¿cuál cree que es su utilidad? Discuta. ¿Cuál es el máximo valor de x que se puede medir? ¿Cómo debe ser 1 con respecto a la p? Cátedra de Física-FFYB-UBA [3]