Puente de Wheatstone y diferencia de potencial

Reemplazo de R$_3$con un cable simplemente se reemplaza con una resistencia muy pequeña. Los cables tienen algo de resistencia, solo que mucho más pequeña que una resistencia normal. Para un puente balanceado, V$_{BD} = 0$. Entonces

$$I = V_{BD}/R_{wire} = 0$$

Si tuviera que considerar los cables de la batería al puente de Wheatstone como resistencias muy pequeñas, R$_0$y R$_6$, encontrará que la resistencia total es

$$R = R_0 + R_{bridge} + R_6 \approx R_{bridge}$$

Entonces, la corriente total sería aproximadamente sin cambios.

$$I = V/R \approx V/R_{bridge}$$

La caída de tensión en R$_0$y R$_6$sería aproximadamente$0$, pero no exactamente$0$.

$$V_0 = I R_0 \approx 0$$

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Puede ser útil pensar en un conjunto análogo de tuberías con agua fluyendo a través de ellas.

El voltaje es como la presión del agua. La presión del agua empuja el agua a través de las tuberías. Una diferencia de voltaje empuja los electrones a través de los cables.

Una corriente eléctrica es como una corriente de agua. Una corriente de agua es la cantidad de agua que fluye por segundo. Una corriente eléctrica es la cantidad de electrones que fluyen por segundo.

Una resistencia es como la fricción en una tubería. Una tubería estrecha tiene más fricción. Una resistencia impide el flujo de electrones.

En un puente balanceado, no hay diferencia de voltaje entre B y D. Nada empuja a los electrones a fluir, incluso si hay una resistencia baja. Al igual que si la presión del agua fuera igual, no habría nada empujando el agua a fluir.

La situación es diferente para R$_0$y R$_6$. La batería es como una fuente de agua a alta presión. El agua fluye a través de grandes tuberías gruesas hacia y desde el puente. Hay muy poco para impedir el flujo, por lo que hay muy poca diferencia de presión entre los extremos de esas tuberías. Mucha agua fluye. La cantidad depende de qué tan restrictivas sean las tuberías en el puente.

Gracias a satan 29 y John Rennie por una mejor comprensión de la pregunta proporcionada.

Mi explicación es la siguiente. Considere el siguiente circuito:

Supongamos que la resistencia del alambre es$0$(situación hipotética) pero no de batería. En ese caso, la corriente fluye por el alambre con velocidad constante.

¿Razón? Es porque, justo cuando cerramos el circuito, se creó el campo eléctrico y la carga comienza a organizarse para que el$\textbf{E}$conductor interior es$0$con una aceleración de$e\textbf{E}/m$. Pero después de un tiempo muy, muy pequeño, el campo eléctrico pasa a$0$dentro del conductor y esta vez la carga no aceleraría y se movería con velocidad constante. Cuando entra en la batería gana eV de energía, pero esto no sirve de nada ya que se pierde por la resistencia de la batería. Entonces podemos decir que la carga viaja uniformemente a pesar del hecho de que$\mathrm dV = 0$entre rojo y amarillo o verde y amarillo.

En caso$R$no es igual a$0$la situación es la misma, pero esta vez la carga se detiene debido a la colisión con los átomos (resistencia). Debido a esto el$\bf E$dentro del conductor se perturba y se acelera de nuevo para crear$\bf E$tal que$\bf E$conductor interior es 0. Esto sucede una y otra vez de tal manera que la carga parece moverse con velocidad constante (velocidad de deriva).

Ahora sobre el puente de Wheatstone:

En el circuito anterior, la batería se conectó y la carga comenzó a moverse como se explicó anteriormente, debido a la resistencia del cable distinta de cero. La diferencia de potencial entre el punto$B$y$D$es$0$, por lo que la carga no se mueve a$R_3$, incluso si es un$0$camino de la resistencia. Pero como vimos antes, la carga se mueve con rapidez constante cuando$\mathrm dV = 0$y$R = 0$.

¿Por qué eso no sucede aquí?

Primero, recuerde que la corriente no fluye a través$R_3$incluso si ponemos$0$resistencia en lugar de$R_3$. La razon es la siguiente:

Cuando lees el primer ejemplo, la respuesta está escondida en ese$\mathrm dV$era$0$en eso$(R = 0)$. Cuando, no al principio cuando la batería estaba recién conectada, sino después de un tiempo muy breve, se aceleró y sucedió porque la carga comenzó a moverse cuando$\textbf{E}$se aplicó. En el proceso,$\mathbf{E}$conductor interior se convirtió$0$y luego la carga nunca se aceleró. Del mismo modo en esta pregunta el$\mathrm dV$entre$B$y$D$es$0$desde el principio. Esto se debe a la disposición de las resistencias necesarias para el puente de Wheatstone: si los electrones en el cable del puente estuvieran en reposo y después de la conexión de la batería debido a la ausencia de campo eléctrico en esa región, ¿cómo se aceleraría? Es por eso que, a pesar de la resistencia del cable del puente, no fluye carga a través de ese cable ya que no hay diferencia de potencial y, por lo tanto, no hay aceleración ni cambio de velocidad.