Medición de voltaje a través de cortocircuito

  

Suponga un cortocircuito simple con las sondas en un multímetro en cualquier punto del circuito:

Está bien, pero el suministro de 5 V tendrá que ir al límite de corriente. No puede tener un cortocircuito de 5 V y .

  

¿Podemos suponer que la lectura de voltaje será de 0 V, ya que todos los puntos a lo largo del cable tienen el mismo voltaje?

Sí.

  

Si luego agregamos una resistencia y medimos el voltaje a través de la resistencia, ¿a qué resistencia registraría 5 V?

Depende de la capacidad actual de la fuente de alimentación. Por ejemplo, si puede suministrar 2 A a 5 V, entonces ...

  

¿Cómo verifica esto la ley de Ohm?

... \ $ R = \ frac {V} {I} = \ frac {5} {2} = 2.5 \ \ Omega \ $ y esa es la resistencia mínima del circuito que la PSU puede manejar mientras mantiene 5 V.

Siempre funciona.

Notas:

Cuando utiliza el botón CircuitLab en la barra de herramientas del editor, los esquemas editables se guardan de acuerdo con su pregunta. No se necesita una cuenta. No se necesitan subidas de pantalla ni subidas.

Los símbolos de las unidades eléctricas que llevan el nombre de una persona están en mayúscula en forma de símbolo y están en minúscula cuando están escritos. Entonces, 'V' para voltios, 'A' para amperios, 'W' para vatios, 'K' para kelvin (mientras que 'k' pequeño es para kilo) y un capital \ $ \ Omega \ $ para ohm.

  

Lo que me confunde es cómo el pin en GND de repente lee 0, incluso cuando la resistencia > 2,5 aumentos? ¿Por qué no lo leería con una resistencia más baja, incluso si el circuito "exigiera" más corriente de la que la PSU podría manejar?

GND en un circuito es solo un punto de referencia. Puede pensarlo como donde normalmente conectaríamos el cable negro del multímetro que se cambia a V DC. Dado que el cable en cuestión es grueso y está hecho de un buen conductor, todos los puntos a lo largo del cable estarán a un potencial de tierra cuando se midan con la sonda roja del medidor. En un circuito real con corriente obtendrías una lectura de milivoltios cada vez mayor a medida que avanzas el rojo del cable negro.

Figura1.Unreostato.Tengaencuentaelcablederesistenciadelaheridaylatiraexpuestaconelcontactomóvil.Fuente: Guía de resistencia .

Ahora, si agregamos en la resistencia, la situación cambia. La corriente se reduce y si pudiéramos tocar la sonda roja en varios puntos a lo largo de la resistencia, veríamos que el voltaje aumenta a 1 V a 20% desde la parte inferior, 2 V a 40%, etc., hasta llegar a la cima y mediríamos 5 V. Podríamos usar el reóstato en la foto conectando un extremo a +5 V y el otro a GND. Luego conecte la sonda roja al limpiador y muévala.

  

Realmente, lo que estoy preguntando es si la corriente es la misma en todo el circuito, ¿cómo sabe un pin que está hacia arriba de la resistencia y, por lo tanto, lee 5 V y el otro hacia abajo y lee 0 V. I Pregunta esto en teoría y práctica.

El pin no lo sabe, pero el voltímetro puede medirlo. La diferencia de potencial con la GND está disminuyendo a medida que avanzamos a lo largo de la resistencia.

  

Podemos asumir que la lectura de voltaje será 0v, ya que todos los puntos a lo largo   ¿El cable tiene el mismo voltaje?

Cada cable tiene cierta resistencia "r1". Puede ser pequeño, pero finito. Por lo tanto, no hay tal cosa como "corto".

Si su suministro tiene una capacidad ilimitada y un ESR infinitamente pequeño (resistencia de serie equivalente interna), aún leerá 5V a través de su cable, que llevará una gran corriente I = 5 / r1. Si intenta medir cualquier voltaje a través de dos puntos arbitrarios a lo largo del cable corto, sus lecturas serán proporcionales a la longitud seleccionada del cable "corto". El cable servirá como un simple "reóstato".

Sin embargo, cada fuente de voltaje tiene una impedancia interna, quizás pequeña pero aún finita, diga "r2". Luego, el "cable corto" r1 y el ESR r2 interno formarán un divisor de voltaje, y su medición a través del "cable corto" leerá una porción correspondiente de 5V. Y la corriente que fluye será 5 / (r1 + r2).

Voy a suponer que usted es un estudiante que pregunta sobre las fuentes de voltaje ideal y ideal , como las que encontraría al tratar de construir un modelo matemático de un circuito en papel o en un simulador.

Un cable ideal no tiene resistencia (o capacitancia o inductancia). Por lo tanto, no hay cambio de voltaje entre dos puntos en un cable dado, independientemente de cuánta corriente pase a través de él.

Una fuente de voltaje ideal restringe el voltaje entre dos puntos en un circuito, independientemente de cuánta corriente fluye o en qué dirección fluye.

Si coloca un cable ideal entre los dos terminales de una fuente de voltaje ideal, obtiene un circuito sin sentido. Ha violado la definición del cable ideal o la fuente ideal, por lo que dicho circuito no se puede analizar matemáticamente. Es como si pusieras una fuente de voltaje ideal de cero voltios en paralelo con una fuente de voltaje ideal de cinco voltios ... es un circuito sin sentido porque viola las definiciones básicas de los circuitos ideales.

Ahora, cuando agrega una resistencia, la fuente de tensión y la resistencia están en paralelo, por lo que la tensión a través de ellas debe ser la misma, y la tensión en la resistencia debe ser positiva en la parte superior. La ley de Ohm y la convención de signos pasivos te dicen en qué dirección fluye la corriente.

Un cable de 1 mm de diámetro tendrá una resistencia de 20 microOhms por milímetro (lo calculé, usando la resistencia de 1 cuadrado de lámina de cobre ---- 35 micrones de espesor ---- es 0.000500 ohms, y apilé 28 de estas capas para tener un grosor de 1 mm y luego redondear un poco las esquinas).

Por lo tanto, un corto nunca es un corto. Puede agregar un potenciador a su DVM y medir microVolts, por lo tanto,

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}