Funcionamiento del potenciómetro [cerrado]

Entonces, ¿puede simplemente explicar por qué la corriente aumenta en el bucle inferior a medida que avanzamos hacia A, por qué aumenta en el bucle superior a medida que avanzamos hacia X y brinde una explicación basada en los cambios que ocurren en el voltaje entre A y X? potencial en las terminales.

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alguien también puede explicar por qué hay un potencial de 1V y -4V en los terminales

¿Has intentado buscar explicaciones en Google antes de venir aquí? Esta es una configuración bastante estándar que se explica en cualquier texto de introducción a la electrónica; ¿Puede reducir su pregunta a algo que sea más adecuado para este sitio? "Escribir el capítulo sobre divisores potenciales, con el mayor detalle posible" es demasiado amplio.
Creo que esta pregunta merece una respuesta y, por lo tanto, no debería haberse dejado en suspenso. No se trata de un nulo, sino de la dirección y la magnitud) de la corriente a través del amperímetro sobre el nulo, que generalmente no se trata en los libros de texto y similares y, en mi opinión, es una buena pregunta.
@Farcher En realidad, este es el mismo problema que tengo, ya que este tema no está cubierto en la mayoría de los libros de texto y todavía no puedo entender el funcionamiento del potenciómetro.
La pregunta se ha editado significativamente desde que voté para ponerla en espera, y estoy votando para reabrir por las mismas razones dadas por @Farcher

Respuestas (1)

Presumiblemente, hay un cable resistivo entre A y X (implícito en la pregunta).

Las dos baterías tienen sus terminales positivos conectados en el punto P. Voy a suponer que parte del cable no tiene resistencia.

Esto nos da la siguiente imagen:

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A medida que el punto de contacto (llamémoslo C, que no se muestra explícitamente en el diagrama) se acerca a A, la resistencia del cable que soporta la diferencia de potencial de 1 V se hace más pequeña y la corriente en el amperímetro aumentará. A medida que acercamos C a B, habrá más resistencia en el cable. Tenga en cuenta que esto es independiente del voltaje en el circuito superior; podemos ignorarlo porque no tenemos información sobre la resistencia en el circuito inferior y suponemos que es cero.

He aquí un análisis más formal de la situación:

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Supongo que la única resistencia en el circuito la proporciona el cable del potenciómetro, donde R 1 + R 2 = R , algún valor constante (que no se da, pero que no necesitamos saber). Esto significa que podemos escribir R 2 = R − R 1 lo que nos deja con una sola variable relacionada con la posición del potenciómetro.

Ahora, de acuerdo con la Ley de Kirchoff, podemos escribir las corrientes en el circuito como la suma de las corrientes I 1 en el bucle superior, y I 2 en el bucle inferior. Debido a que la caída de voltaje alrededor de cada uno de los bucles debe ser cero, se sigue que

V 1 − I 1 ( R − R 1 ) − ( I 1 + I 2 ) R 1 = 0 V 2 − ( I 1 + I 2 ) R 1 = 0

De la segunda de estas ecuaciones se sigue que ( I 1 + I 2 ) R 1 = V 2 , el voltaje en el punto C . Sustituyendo eso en la primera ecuación encontramos

V 1 − I 1 ( R − R 1 ) − V 2 = 0

que podemos resolver I 1 :

I 1 = V 1 − V 2 R − R 1

En otras palabras, a medida que el control deslizante se mueve más hacia la derecha, la corriente I 1 esta incrementando. Puedes ver fácilmente que esto es así porque el punto C se fija en -1 V, por lo que con una diferencia de voltaje constante entre B y C, y una resistencia decreciente R 2 = R − R 1 , la corriente I 1 debe hacerse más grande.

Igualmente podemos resolver estas ecuaciones para I 2 , al sustituir I 1 en la segunda ecuacion:

V 2 − ( V 1 − V 2 R − R 1 + I 2 ) R 1 = 0 I 2 = V 1 − V 2 R − R 1 − V 2 R 1

Porque V 1 = 2 V 2 esta ecuación se vuelve muy simétrica:

I 2 = V 2 R − R 1 − V 2 R 1 = V 2 ( 2 R 1 − R ) R 1 ( R − R 1 )

Esto demuestra que la corriente I 2 será cero cuando el control deslizante esté exactamente en el medio, es decir, cuando R 1 = R − R 1 . Nuevamente, esto se explica fácilmente: si considera que el control deslizante está desconectado, entonces el voltaje en el punto medio sería exactamente - 1 V; conectar un control deslizante que también tiene un potencial de -1 V no hará que fluya una corriente. Al alejar el control deslizante del centro, aumentará la corriente (el valor absoluto de la) y, como puede ver, el signo cambia a medida que pasa por cero (el punto medio del cable).

¿Puede dar una explicación de cómo obtenemos 0V y -2V en terminales opuestos y cómo los obtenemos?
@Floris: ¿puede ampliar el análisis para cubrir el caso con una resistencia en el circuito secundario? Esto es increíble y ayuda, pero no puedo entender el último caso complicado. Mahin, eso es análisis nodal, si no me equivoco.
@HarryHolmes, la segunda de las ecuaciones de Kirchhoff obtendría un extra − R 3 I 2 término en él...
@Floris: sí, pero eso lo cambia todo; Intenté escribirlo, y se vuelve más complicado sin un resultado final a la vista. ¿Puedes agregar un poco sobre eso?
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