Analicemos un circuito en serie simple y determinemos las caídas de voltaje en resistencias individuales:
A partir de los valores dados de las resistencias individuales, podemos determinar una resistencia total del circuito, sabiendo que las resistencias agregan en serie:
Determine la resistencia total del circuito
Desde aquí, podemos usar Ley de Ohm (I = E / R) para determinar la corriente total, que sabemos que será la misma que la corriente de cada resistor, siendo las corrientes iguales en todas las partes de un circuito en serie:
Use la ley de Ohm para calcular la corriente
Ahora, sabiendo que la corriente del circuito es 2 mA, podemos usar la ley de Ohm (E = IR) para calcular el voltaje en cada resistor:
Debería ser evidente que la caída de voltaje en cada resistor es proporcional a su resistencia, dado que la corriente es la misma en todas las resistencias. Observe cómo el voltaje en R2 es el doble que el voltaje en R1, al igual que la resistencia de R2 es el doble que la de R1.
Si tuviéramos que cambiar el voltaje total, encontraríamos esta proporcionalidad de voltaje las caídas permanecen constantes:
Resolución de las relaciones de caída de voltaje
El voltaje en R2 sigue siendo exactamente el doble el de la caída de R1, a pesar de que el voltaje de la fuente ha cambiado. La proporcionalidad de las caídas de voltaje (relación entre una y otra) es estrictamente una función de los valores de resistencia.
Con un poco más de observación, se hace evidente que la caída de voltaje en cada resistencia es también una proporción fija tensión de alimentación. El voltaje en R1, por ejemplo, era de 10 voltios cuando el suministro de la batería era de 45 voltios. Cuando el voltaje de la batería se incrementó a 180 voltios (4 veces más), la caída de voltaje en R1 también aumentó en un factor de 4 (de 10 a 40 voltios). Sin embargo, la relación entre la caída de voltaje de R1 y el voltaje total no cambió:
Asimismo, ninguno de los otros las relaciones de caída de voltaje cambiaron con el aumento del voltaje de suministro:
Fórmula del divisor de voltaje
Por esta razón , un circuito en serie a menudo se denomina divisor de voltaje por su capacidad para proporcionar, o dividir, el voltaje total en porciones fraccionarias de relación constante. Con un poco de álgebra, podemos derivar una fórmula para determinar la caída de voltaje de la resistencia en serie dado nada más que el voltaje total, la resistencia individual y la resistencia total:
La relación entre la resistencia individual y la resistencia total es la misma que la relación entre la caída de voltaje individual y el voltaje de suministro total en un circuito divisor de voltaje. Esto se conoce como la fórmula del divisor de voltaje y es un método abreviado para determinar la caída de voltaje en un circuito en serie sin pasar por los cálculos de corriente de la ley de Ohm.
Ejemplo de uso de la fórmula del divisor de voltaje
Con esta fórmula, podemos volver a analizar las caídas de voltaje del circuito de ejemplo en menos pasos:
Voltaje – Componentes divisores
Los divisores de voltaje encuentran una amplia aplicación en circuitos de medidores eléctricos, donde se utilizan combinaciones específicas de resistencias en serie para «dividir ”Un voltaje en proporciones precisas como parte de un dispositivo de medición de voltaje.
Potenciómetros como componentes divisores de voltaje
Un dispositivo que se utiliza con frecuencia como componente divisor de voltaje es el potenciómetro, que es una resistencia con un elemento móvil colocado mediante una perilla o palanca manual. El elemento móvil, normalmente llamado limpiaparabrisas, hace contacto con una cuerda resistiva. ip de material (comúnmente llamado alambre deslizante si está hecho de alambre de metal resistivo) en cualquier punto seleccionado por el control manual:
El contacto del limpiaparabrisas es el símbolo de flecha hacia la izquierda dibujado en el medio del elemento de resistencia vertical. A medida que se mueve hacia arriba, entra en contacto con la tira resistiva más cerca del terminal 1 y más lejos del terminal 2, lo que reduce la resistencia al terminal 1 y aumenta la resistencia al terminal 2. A medida que se mueve hacia abajo, se produce el efecto opuesto. La resistencia medida entre los terminales 1 y 2 es constante para cualquier posición del limpiaparabrisas.
Potenciómetros rotativos frente a potenciómetros lineales
Aquí se muestran ilustraciones internas de dos tipos de potenciómetros, rotativos y lineales.
Potenciómetros lineales
Algunos potenciómetros lineales se activan mediante el movimiento en línea recta de una palanca o botón deslizante. Otros, como el que se muestra en la ilustración anterior, se activan mediante un tornillo de giro para lograr un ajuste fino.Las últimas unidades a veces se denominan trimpots porque funcionan bien para aplicaciones que requieren que una resistencia variable sea «recortada» a un valor preciso.
Cabe señalar que no todos los potenciómetros lineales tienen las mismas asignaciones de terminales como se muestra en esta ilustración. En algunos casos, el terminal de limpiaparabrisas está en el medio, entre los dos terminales finales.
Potenciómetro giratorio
La siguiente imagen muestra la construcción del cuerpo de un potenciómetro giratorio .
La siguiente fotografía muestra un potenciómetro giratorio real con limpiaparabrisas expuesto y alambre deslizante para una fácil visualización. El eje que mueve el El limpiaparabrisas se ha girado casi por completo en el sentido de las agujas del reloj de modo que casi toca el extremo izquierdo del cable deslizante:
Aquí está el mismo potenciómetro con el eje del limpiaparabrisas movido casi hasta la posición totalmente en sentido antihorario de modo que el limpiador esté cerca del otro extremo del recorrido:
Efectos de los ajustes en un potenciómetro en un circuito
Si se aplica un voltaje constante entre los terminales externos (a lo largo del cable deslizante) , la posición del limpiaparabrisas desconectará una fracción del voltaje aplicado, medible entre el contacto del limpiador y cualquiera de los otros dos terminales. El valor fraccionario depende completamente de la posición física del limpiaparabrisas:
La importancia de la aplicación del potenciómetro
Al igual que el divisor de voltaje fijo, la relación de división de voltaje del potenciómetro es estrictamente una función de la resistencia y no de la magnitud del voltaje aplicado. En otras palabras, si la perilla o palanca del potenciómetro se mueve a la posición del 50 por ciento (centro exacto), el voltaje caído entre el limpiaparabrisas y cualquiera de los terminales externos sería exactamente la mitad del voltaje aplicado, sin importar a qué le suceda ese voltaje. ser, o cuál es la resistencia de extremo a extremo del potenciómetro. En otras palabras, un potenciómetro funciona como un divisor de voltaje variable donde la relación de división de voltaje se establece por la posición del limpiaparabrisas.
Esta aplicación del potenciómetro es un medio muy útil para obtener un voltaje variable de un voltaje fijo. fuente como una batería. Si un circuito que está construyendo requiere una cierta cantidad de voltaje que es menor que el valor del voltaje de una batería disponible, puede conectar los terminales externos de un potenciómetro a través de esa batería y «marcar» cualquier voltaje que necesite entre el potenciómetro limpiaparabrisas y uno de los terminales externos para usar en su circuito:
Cuando se usa de esta manera, el nombre potenciómetro hace perfecto sentido: miden (controlan) el potencial (voltaje) aplicado a través de ellos creando una relación de divisor de voltaje variable. Este uso del potenciómetro de tres terminales como divisor de voltaje variable es muy popular en el diseño de circuitos.
Muestras de potenciómetros pequeños
Aquí se muestran varios potenciómetros pequeños del tipo que se usa comúnmente en equipos electrónicos de consumo y por aficionados y estudiantes en la construcción de circuitos:
Las unidades más pequeñas a la izquierda y a la derecha están diseñadas para conectarse a soldaduras s protoboard o soldarse en una placa de circuito impreso. Las unidades intermedias están diseñadas para montarse en un panel plano con cables soldados a cada uno de los tres terminales. Aquí hay tres potenciómetros más, más especializados que el conjunto que se acaba de mostrar:
La unidad grande «Helipot» es un potenciómetro de laboratorio diseñado para una conexión rápida y fácil a un circuito. La unidad en la esquina inferior izquierda de la fotografía es el mismo tipo de potenciómetro, pero sin una caja o dial de conteo de 10 vueltas. Ambos potenciómetros son unidades de precisión, que utilizan múltiples Gire las tiras de resistencia de pista helicoidal y los mecanismos de limpiaparabrisas para hacer pequeños ajustes. La unidad en la parte inferior derecha es un potenciómetro de montaje en panel, diseñado para servicio rudo en aplicaciones industriales.
REVISIÓN:
- Los circuitos en serie proporcionan, o dividen, el voltaje de suministro total entre las caídas de voltaje individuales, las proporciones dependen estrictamente de las resistencias: ERn = ETotal (Rn / RTotal)
- Un potenciómetro es una variable- Componente de resistencia con tres puntos de conexión, utilizado frecuentemente como divisor de voltaje ajustable.
WO RELACIONADA RKSHEETS:
- Hoja de trabajo de circuitos divisores de voltaje