¿Qué sucede con las baterías conectadas entre sí con una resistencia?

2

Tengo 2 baterías, una es de 5V, la otra es de 1V. Conecto las baterías de positivo a positivo y de negativo a negativo. Además, agrego una resistencia entre los cables positivo y negativo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Entonces, ¿qué pasa?

Una cosa sería una descarga de corriente de la batería de 5V a la de 1V y posiblemente la destruya, pero eso es solo una mala configuración para lo que me interesa, ¿qué sucede con la resistencia? ¿Tiene 5V? o 1V? ¿O ambos? La lógica sugeriría que la resistencia obtendría 4V, pero la probé en un simulador de circuitos, no pudo analizar la situación y no puedo hacer que Google entienda lo que estoy preguntando.

    
pregunta Karli Raudsepp

3 respuestas

10

Suponiendo que estamos hablando del siguiente circuito:

...entonceselvoltajeatravésdelaresistenciaesindeterminado.Siasumimosquelasbateríassonfuentesdevoltajematemáticamenteideales,entonceselcircuitoescomodecir5=1.Nosepuederesolverporqueparaempezaresinconsistente.

Elhechodequelasbateríasidealescreenunproblemamatemáticonosignificaqueconstruirelcircuitoconbateríasrealesrompalafísica(sinoquelasbateríasserompanrápidamente,elcableutilizadoparaconectarlasy/oelexperimentador).Lasbateríasrealesyelcableutilizadoconectanalgunasdeellasconunaresistenciapequeñaperononula.Simodelamoslasresistenciasinternasdelasbaterías,elcircuitoaanalizarseveráasí:

Para una batería típica, R1 y R2 estarán bajo un ohmio. La resistencia en serie hace que el circuito sea solucionable.

    
respondido por el Theran
7

La resistencia no puede obtener "ambos" 5V y 1V. Solo puede obtener un voltaje. Es una propiedad básica del modelo de elementos agrupados que el potencial en cualquier nodo es el mismo en todas partes en ese nodo. Su circuito tiene dos nodos: uno es los terminales positivos y un lado de la resistencia. El otro nodo es los terminales negativos y el otro lado de la resistencia.

Dado que un voltaje es una diferencia en los potenciales, y solo tiene dos nodos, y por lo tanto dos potenciales, solo puede haber un un voltaje en este circuito: la diferencia de potencial entre los dos nodos.

Al mismo tiempo, tiene dos baterías, que son dispositivos que, idealmente, mantienen un voltaje constante entre dos nodos. Tiene dos baterías conectadas a los mismos dos nodos que intentan mantener una diferencia de potencial diferente entre esos nodos, pero el análisis del circuito determina que cada nodo solo puede tener un potencial. Tienes una situación imposible, y es por eso que tu simulador no puede encontrar un resultado.

No puede preguntar qué sucede con la resistencia, porque la situación que ha descrito no puede ocurrir. Si pudieras construir este circuito con componentes ideales, el universo implosionaría. Hay una diferencia de 4V entre las baterías, conectadas por una resistencia de 0Ω. Por la ley de Ohm, la corriente sería:

$$ \ frac {4V} {0 \ Omega} = $$

Alternativamente, se podría decir que la resistencia entre las baterías se aproxima a 0Ω, luego la corriente se acerca a \ $ \ infty A \ $. A medida que eso sucede, la energía, el producto de la corriente y el voltaje también se acercan al infinito. Si la potencia es la tasa de consumo de energía, entonces cuando la resistencia se aproxima a cero, se aproxima usando una energía infinita infinitamente rápida, lo que de nuevo resultaría en la implosión del universo que se muestra arriba. Si te gustan las matemáticas:

$$ P = \ lim_ {R \ searrow 0 \ Omega} \ frac {4V} {R} \ cdot 4V = \ infty W $$

La razón por la que el universo no se destruye en realidad es que las baterías y los cables utilizados para conectarlos tienen una pequeña resistencia, por lo que R no puede llegar a 0Ω, pero eso no está en su modelo. El análisis del circuito es preciso solo en la medida en que el modelo es preciso. En la mayoría de los casos, la resistencia del cable y las baterías es tan pequeña en comparación con todo lo demás, por lo que no simplificamos nuestro modelo. Este no es uno de esos casos.

    
respondido por el Phil Frost
-4

¡Mira que es simplemente simple! Dos baterías paralelas actuarán como una sola batería de 5r + 1R (se supone que u ha dado el P.D. inicial de las baterías). Sin embargo, si las resistencias internas son las mismas, la pregunta es defectuosa. Pero suponiendo que I.R. son los mismos u también puedes usar las leyes de Kirchhoff.

    
respondido por el Messi

Lea otras preguntas en las etiquetas