Page 441 - Fisica General Burbano

454 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA

RI - R I¢ = 0 RI = R I¢ R 1 R 4 R R RR 4
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RI - R I¢ = 0 Þ RI = R I¢ Þ R 2 = R 3 Þ RR = 2 4 Þ R = R 3
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XX – 23. Puente de hilo
Dos cajas de resistencias consecutivas del puente de Wheatstone, R y R pueden ser sus-
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tituidas 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 y R pueden sustituirse en la fórmula final por sus longitudes, l y l . En efecto:
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l l
R = r 3 R 4 =r 4
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A A
(r resistividad y A sección). La fórmula R R =R R , se transforma en:
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l l
R r 3 = R r 4 Rl = R l 4
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A A
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 in-
teresan. 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 , se trata de determinar. En el circui-
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to de esta pila hay instalados un galvanómetro y un cursor que se puede deslizar a lo largo del hilo
Fig. XX-24.– Puente de hilo.
AB, haciendo contacto con él, cuando interesa.
Se modifica la posición del cursor hasta que el galvanómetro no indica paso de corriente; en-
tonces, la longitud AC tiene por resistencia R . Se sustituye la pila e , por otra de FEM e conocida.
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Se consigue un nuevo equilibrio, con una resistencia AC, cuyo valor es, ahora, R . Se verifica:
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e 1 R 1 e R 1
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e 2 = R 2 e = 2 R 2
En efecto: por el hilo AB circula en los dos equilibrios la misma intensidad:
e
I =
r + R + R¢
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I no se modifica por ser e y r constantes características del generador (instalado en la parte supe-
rior del dibujo) que es el mismo durante toda la experiencia, y R +R¢ es la resistencia total del
Fig. XX-25.– Potenciómetro. 1 1 MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
hilo AB. La aplicación del 2º lema de Kirchhoff al circuito AGCA en los dos equilibrios, conduce a:
e R
IR =e 1 I R 2 =e 2 e 2 1 = R 1 2
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Si AB es un hilo homogéneo y el equilibrio se consigue modificando la posición de C, entonces:
e 1 l 1
e 2 = l 2
PROBLEMAS:61 al 84.
D) CORRIENTES NO ESTACIONARIAS. CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO
XX - 25. Circuito RC
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 in-
tervienen 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 neu-
Fig. XX-26.– Circuito básico RC. a) Con- tralizar la otra placa del condensador.
diciones iniciales. b) Proceso de des- En un determinado instante, la diferencia de potencial V(t) entre las armaduras del con-
carga del condensador a través de R. densador será: