Potencial eléctrico real en los terminales de la batería

El potencial siempre se mide en relación con algún punto de referencia. Puede ser la tierra, la luna, el chasis del automóvil, el terminal negativo o positivo de la fuente de alimentación o incluso una señal de CA. Para la mayoría de las aplicaciones prácticas, no usamos el infinito como referencia, sino algo mucho más local.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figuras 1 a 8. Varios esquemas de medición y referencia para una batería de 9 V y un voltímetro.

1. El voltímetro mide el voltaje de la batería ya que hay un circuito completo.
2. En este caso hay un circuito a través de la tierra local. El voltímetro muestra 9 V.
3. Esto representa una conexión de chasis. Nuevamente 9 V.
4. En este caso, algún punto arbitrario del circuito se ha tomado como tierra. En la mayoría de los equipos que funcionan con baterías, este será el suministro negativo de CC. Una pregunta reciente en este sitio mostró un viejo circuito de radio de transistores con la batería positiva como la "conexión a tierra".
5. Tenemos la opción de conectar el circuito tierra a tierra. Esto evita la flotación de la fuente de alimentación del dispositivo y puede usarse para seguridad, para evitar zumbidos de audio, etc., según la aplicación.
6. Sin una referencia para el voltímetro, leerá 0 V. Tenga en cuenta que un medidor digital muy sensible mostrará lecturas aleatorias debido a campos eléctricos dispersos. Poner una resistencia media (por ejemplo, 100k) a través de los terminales del medidor hará que la lectura caiga a cero.
7. Invirtiendo la batería ahora tenemos una tierra positiva. El voltímetro leerá -9 V.
8. Invertir el medidor para que su cable positivo esté conectado a tierra también dará como resultado una lectura de -9 V.

Para la mayoría de los dispositivos electrónicos prácticos, solo necesitas calcular los posibles puntos entre . Cuando se realiza la depuración, a menudo es más conveniente conectar la sonda negativa a la tierra del circuito y tomar todas las lecturas con referencia a ese punto.

  

Wikipedia me dice que el potencial eléctrico de un punto es la cantidad de energía necesaria para mover una carga positiva de la unidad desde un punto de referencia, generalmente infinito, hasta ese punto. No entiendo cómo se relaciona esto con los circuitos.

No se relaciona con los circuitos. Es una definición de potencial, pero no práctica.

Si bien cada terminal de una batería de 9v tiene un potencial con respecto a un punto de referencia en el infinito, no es un potencial estable o útil, ya que requiere muy poca carga para cambiarlo. Por ejemplo, una batería de 9v puede tener una capacitancia hasta el infinito de unos pocos pF. Agregarle solo unos cuantos puntos de carga, como lo haría fácilmente caminando con una alfombra, cambiaría el potencial en miles de voltios.

Conectarlo a otro cuerpo usando una resistencia de 100Mohm (aproximadamente el valor más alto de resistencia cuya precisión no se destruirá por la contaminación de la superficie si lo toca) igualaría los potenciales con una constante de tiempo de mS. Si lo tocas (resistencia corporal 100k) obtendrás el mismo potencial que tú con una constante de tiempo de \ $ \ mu S \ $.

Es posible medir el potencial de conexión a tierra de una batería aislada con cuidado, y un medidor de impedancia de entrada muy, muy alto (a menudo llamado un electrómetro). Aunque no es muy útil.

Las unidades de voltios (un julio por coulomb); mover 1 coulomb de carga a través de 1 voltio de potencial eléctrico requiere 1 julio de trabajo.

De Q = CV y una batería con una capacidad de mAh dada en 1 h

Significa que puede calcular el C equivalente de cualquier batería si comienza en Vi y se agota en Vf, donde se utiliza la energía hipotética final (si no se agotó de carga).

E [julios] = 1 / 2C (Vi² -Vf) ²

Esto debería ser aproximadamente la misma energía = potencia * tiempo acumulado por cada pequeño incremento de tiempo a medida que el voltaje y la corriente cambian con potencia instantánea = V (t) * I (t)

En la práctica usamos mAh * Vavg = mWh luego /3.6 ks = Joules