Fisica General Burbano

454 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA
R I − R I′ = 0
1 4
R I − R I′ = 0
2 3
⇒
R I = R I′
1 4
R I = R I′
2 3
R1
R4
R R
⇒ = ⇒ R1 R3 = R2 R4 ⇒ R1
=
R R
R
2
3
2 4
3
XX – 23. Puente de hilo
Dos cajas de resistencias consecutivas del puente de Wheatstone, R 3
y R 4
pueden ser sustituidas
por un hilo homogéneo (CD) por el que se desliza un cursor (B) (Fig. XX-24).
El equilibrio se consigue modificando la posición del cursor a lo largo del hilo. Las resistencias
R 3
y R 4
pueden sustituirse en la fórmula final por sus longitudes, l 3
y l 4
. En efecto:
(r resistividad y A sección). La fórmula R 1
R 3
= R 2
R 4
, se transforma en:
R
1
R
3
l3
l4
= r R 4 = r
A
A
3 lA R l4
r = 2 r R l = R l
A
1 3 2 4
Fig. XX-24.– Puente de hilo.
Fig. XX-25.– Potenciómetro.
Fig. XX-26.– Circuito básico RC. a) Condiciones
iniciales. b) Proceso de descarga
del condensador a través de R.
XX – 24. Potenciómetro
Es un aparato que nos sirve para la comparación de las FEM. Entre los extremos A y B de un
hilo conductor (Fig. XX-25) se instala una pila e, cuyas características (e y r) no se conocen, ni interesan.
En oposición con ella, se monta otra pila (los hilos que parten de A y van a las dos pilas
han de hacer contacto con polos de igual signo) cuya FEM, e 1
, se trata de determinar. En el circuito
de esta pila hay instalados un galvanómetro y un cursor que se puede deslizar a lo largo del hilo
AB, haciendo contacto con él, cuando interesa.
Se modifica la posición del cursor hasta que el galvanómetro no indica paso de corriente; entonces,
la longitud AC tiene por resistencia R 1
. Se sustituye la pila e 1
, por otra de FEM e 2
conocida.
Se consigue un nuevo equilibrio, con una resistencia AC, cuyo valor es, ahora, R 2
. Se verifica:
En efecto: por el hilo AB circula en los dos equilibrios la misma intensidad:
I no se modifica por ser e y r constantes características del generador (instalado en la parte superior
del dibujo) que es el mismo durante toda la experiencia, y R 1
+ R′ 1
es la resistencia total del
hilo AB. La aplicación del 2º lema de Kirchhoff al circuito AGCA en los dos equilibrios, conduce a:
Si AB es un hilo homogéneo y el equilibrio se consigue modificando la posición de C, entonces:
PROBLEMAS: 61al 84.
D) CORRIENTES NO ESTACIONARIAS. CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO
XX - 25. Circuito RC
IR
e
e
1
2
R
= e =
R
1
2
I =
r + R + R ′
1 R
= e IR = e
=
R
1 1 2 2
e
e 1 2
1
= l l 2
Un caso de corrientes no estacionarias, es el de las corrientes «transitorias» que aparecen en el
circuito durante el lapso de tiempo que tarda la corriente en alcanzar su valor estacionario al cerrar
o abrir un interruptor o al conectar una FEM. El análisis de las condiciones del sistema en ese corto
intervalo de tiempo es muy complicado. Vamos a estudiar un caso sencillo en el que solamente intervienen
resistencias y condensadores (CIRCUITO RC).
En la Fig. XX-26, representamos un circuito compuesto por un condensador cargado con ± q 0
en sus armaduras, una resistencia R y un interruptor S. En el instante t = 0, cerramos el interruptor
S y los electrones de la placa negativa del condensador, fluyen a través de la resistencia hasta neutralizar
la otra placa del condensador.
En un determinado instante, la diferencia de potencial V(t) entre las armaduras del condensador
será:
e
1 1
e
1 2
R
R
1
2
e
e
2
1
2
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