Tengo un circuito abierto que se parece a esto:
Puedo medir el voltaje en estos puntos usando un voltímetro:
A - > D: 4.65V (las baterías)
B - > D: 4.3V
C - > D: 4.23V
Diga que no tenía un voltímetro: ¿qué fórmula usaría para determinar el voltaje entre B - > D y C - > D?
Sin un voltímetro tendrías
\ $ V_ {cd} = V_ {bd} = V_ {ad} \ approx 4.65 \ mathrm {V} \ $.
La razón es que con un circuito abierto, la corriente a través de cada resistencia es 0, y por lo tanto, según la ley de Ohm, la caída de voltaje en cada resistencia es 0.
La única razón por la que no lee este resultado con su medidor es que hay una pequeña corriente de fuga a través del voltímetro cuando lo conecta al circuito.
Agregando a lo que Allan & El fotón dijo:
Sus resultados están de acuerdo con lo que esperaría si su medidor tiene una resistencia de cerca de 1 megohm. Los resultados están dentro del rango de tolerancia esperado debido a las variaciones típicas de los valores de los componentes.
I = V / R
A través de la resistencia de 82 k que ves (4.65 - 4.3) = 0.35V
La corriente que causa esto puede determinarse a partir de
I = V / R = 0.35 / 82k = 4.268 microamperios.
Al medir desde el punto B al suelo, la corriente fluiría a través de Rmeter.
R = V / I = 4.3 V /4.268 uA = 1.007 megOhm
De manera similar, cuando se mide desde el punto C al suelo, un razonamiento similar indica que
Rmeter = (4.23 / (4.65-4.23)) x (82k + 18k) = 1.007 megohm (otra vez).
A propósito, no he explicado detalladamente los pasos para llegar a esa ecuación; hace las mismas suposiciones que en el cálculo anterior.
La única razón por la que mide un voltaje más bajo que el voltaje de la batería en los casos B- > D y C- > D es que su dispositivo de medición de voltaje tiene cierta resistencia interior que permite que fluya algo de corriente.
Si no inyecta el voltímetro en el circuito porque no tenía uno, los niveles de voltaje B- > D y C- > D serían los mismos que para la medición A- > D. No hay corriente en las resistencias de 82K y 18K, lo que significa que no hay caída de voltaje en ellas.
Dado que cada dispositivo de medición tendrá cierta resistencia (algunos tan bajos como el rango de K ohmios mientras que otros se ubican dentro del rango de múltiples megohms), puede colocar una resistencia de medidor equivalente en el circuito y usar KCL para resolver el circuito por caídas de voltaje.
Si se supone que el medidor tiene una resistencia de 1 mega ohmio, entonces la resistencia total entre tierra y la resistencia de 82K es: 1,820,000 ohmios. La corriente no incluiría la resistencia de 18K ohmios en este caso, por lo tanto, la corriente total sería: 4.65 voltios / 1,820,000 ohms = 2.555 micro amperios La caída de voltaje en la resistencia de 82K ohmios sería: 2.555 micro Amps X 820,000 ohms = 2.095 voltios. La caída de voltaje a través del resistor interno de 1 mega ohmio del medidor sería: 2.555 micro amperios X 1,000,000 = 2.555 voltios. Voltaje total: 2.095 + 2.555 = 4.65 voltios.
Si toma la medición de voltaje de C a D (C a tierra) ahora incluye ambas resistencias y la resistencia de 1 megaohmio del medidor para obtener la resistencia total. Divida el voltaje total por la resistencia total para obtener la corriente total y úselo para calcular el voltaje en cada resistencia. Todo esto se basa en la resistencia del medidor incluida en el circuito. De lo contrario, en todas partes del circuito es solo un circuito abierto con 4.65 voltios cuando el medidor no está incluido en el circuito ya que el circuito abierto es igual a 0 de corriente (amperios).