NO ME SALEN
   (APUNTES TEORICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   ELECTRICIDAD

 

 
35) Una resistencia de un centenar de ohm se conecta a una fuente de tensión de un centenar de volt. Se mide correctamente la tensión en los extremos de la resistencia y la intensidad que lo atraviesa, disponiendo un voltímetro en paralelo y un amperímetro en serie con la resistencia (figura de arriba). Si uno se equivoca en el montaje y conecta el voltímetro en serie y el amperímetro en paralelo (figura de abajo), ¿qué valores indican los instrumentos? Desprecie las resistencias internas de las pilas.
 

Para resolver este ejercicio la cuestión más importante es que conozcas una de las características más importantes de esos instrumentos:

a) el voltímetro es un artefacto que tiene una resistencia muuuuuy grande (cuanto mayor sea su resistencia, mejor voltímetro será).

b) el amperímetro es un artefacto que tiene una resistencia interna muuuuy pequeña (cuanto más pequeña sea su resistencia, mejor amperímetro será).

Primero voy a analizar el circuito medido correctamente, y en la descripción voy a volver a destacar las propiedades de los instrumentos... eso te va a ayudar a comprender cómo funcionan y por qué deben tener las características que tienen.

   
   

Acá tenés el circuito con los instrumentos conectados correctamente. La corriente sale de la pila (supongamos hacia abajo) y llega a una bifurcación: parte de esa corriente atravesará la resistencia de 100 Ω y otra parte seguirá de largo para pasar por el voltímetro. Pero la resistencia del voltímetro es muchísimo mayor que 100 Ω, por lo tanto casi toda la corriente pasará por donde debe, y prácticamente nada por el voltímetro. La corriente sigue viaje para retornar a la pila, no sin antes pasar en forma gratuita por dentro del amperímetro. Digo gratuita porque el amperímetro tiene una resistencia casi nula de modo que la corriente ni se entera. En definitiva el circuito por el cual está circulando la corriente es el que te dibujé en el extremo derecho: una única resistencia, de 100 Ω; y una única corriente de...

i = V / R = 100 V / 100 Ω = 1 A

Esa va ser, justamente la lectura del amperímetro... ya que el amperímetro mide la corriente que lo atraviesa. La lectura en el voltímetro será la de la pila, 100 V. Es cierto que los extremos del voltímetro no están conectados directamente a los bornes de la pila... pero lo que hay en el medio (el amperímetro) tiene resistencia casi nula, por lo tanto no produce caída de tensión (no modifica el voltaje).

Ahora vamos a ver qué es lo que ocurre cuando se conecta incorrectamente.

   

 

 

 

Volvamos a contar la historia. La corriente sale de la pila (por abajo) llega a la bifurcación pero ahora va a elegir seguir de largo ya que una de las ramas no le presenta resistencia (la del amperímetro); y ninguna carga (o casi ninguna) va a pasar por la resistencia de 100 Ω del circuito original. La corriente sigue el camino pero ahora... para retornar a la pila se ve obligada a atravesar la enorme resistencia del voltímetro. Y lo hará, pero -lógicamente- en una cantidad mucho menor que antes. En definitiva, al colocar los instrumentos en forma incorrecta lo que quedó es el circuito que te representé a la derecha. Si -por ejemplo- la resistencia del voltímetro valiese 1 , entonces la corriente valdría = 0,0001 A.

Esa sería la lectura del amperímetro (si pudiese detectar un número tan pequeño). En cambio el voltímetro seguiría indicando 100 V, pues los extremos del artefacto siguen conectados (casi) directamente a los bornes de la pila, como antes.

   
     
Desafío: ¿Cuáles serían las lecturas precisas de los instrumentos (colocados correctamente) si los valores de sus resistencias fuesen: RV = 1 y RA = 1 Ω?  
   
   
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción bajo la solemne promesa de citar la fuente en letras doradas. Última actualización ago-08. Buenos Aires, Argentina.