Principios de análisis instrumental

26 Capítulo 2 Componentes y circuitos eléctricos <« Por tanto, la fracción del voltaje total que aparece en un resistor dado es la resistencia de ese resistor dividida entre la resistencia total en serie R,. Lo anterior se conoce como el teorema del divisor de voltaje. Los divisores de voltaje tienen muchas aplicaciones en los circuitos eléctricos para proporcionar voltajes de salida que son solo una fracción del voltaje de entrada. Cuando actúan de este modo se denominan atenuadores y se dice que el voltaje está ate– nuado. Como se muestra en la figura 2.2a, los resistores en serie fijos proporcionan voltajes en incrementos fijos. En la posición del interruptor, la caída del voltaje en las dos resistencias (lOO D y lOO D) es el voltaj e de salida V. La fracción del voltaje total VAB seleccionada es 200 D!R,, o 200 D/500 D = 0.400. Si VA 8 fuera 5.00 V, por ejemplo, el voltaje sería 0.400 X 5.00 V = 2.00 V. Si se usan resistores con resistencias conocidas exactamente, la frac– ción seleccionada puede ser muy exacta (dentro de un margen de 1% o menos). Un segundo tipo de divisor de voltaje se ilustra en la figura 2.2b. Éste se denomina potenciómetro 2 y proporciona un voltaj e que varía en forma continua desde 0.00 V hasta el voltaj e total de entrada VAB· En la mayoría de los potenciómetros la resistencia es lineal, es decir, la resistencia entre un extremo A y cualquier punto C, es directamente proporcional a la longitud AC de esa parte del resistor. Entonces RAe = kAC, donde AC está expresada en unidades aceptables de longitud y k es una constante de pro– porcionalidad. De manera similar, RA 8 = kAB. Si se combinan estas relaciones con la ecuación 2.1 Ose obtiene VA e AC VAB AB o bien AC (2.11) V::1c = V- AB AB En los potenciómetros comerciales, RAB es por lo general un resistor de alambre enrollado que forma una bobina helicoidal. Un contacto móvil, llamado escobilla, se puede colocar en cual– quier lugar entre un extremo de la hélice y el otro, lo cual per– mite que VAc varíe en forma continua desde cero hasta el voltaj e de entrada VAB· Circuitos en paralelo En la figura 2.3 se ilustra un circuito cd en paralelo. Al aplicar la ley de corriente de Kirchhoff al punto A de esta figura se obtiene 1 1 + 1 2 + 1 3 - 1, = O o bien, l"7v>l Tutorial: Aprenda más acerca de los circuitos de cd y ..b::b:! divisores de voltaje en www.tinyurl.com/skoogpia7 * ·Este material se encuentra disponible en inglés. (2.12) 2 La palabra potenciómetro también se usa en un contexto diferente como nombre de un instrumento que usa un divisor de voltaje lineal para medir los voltajes en forma exacta. B 100 Q 100 Q V --=-100 Q A/3 --=- lOO Q Interruptor 1 0.4 V.lll 200 Q V=VAB X-- 1 500 Q lOO Q A a) 1.0 11,\B = 0.5 0.0 b) FIGURA 2.2 Di visor de voltaje: a) tipo atenuador fijo y b) tipo variable en forma continua (potenciómetro). A ----- --- ----- 1, /2 + / 3 - / 3 R¡ /2 t R2 13 t R3 /2 + 13 + 13 + ~ - FIGURA 2.3 Resistores en parale lo. Los elementos de los circuitos en para lelo tienen dos puntos de contacto en común . El voltaje a través de cada resistencia es igual a V, que es el voltaje de la batería . Si se aplica la ley de voltaje de Kirchhoff a este circuito se obtienen tres ecuaciones independientes. Por tanto, se podría escribir para el lazo que contiene la batería y para R 1 , Para el lazo que contiene a V y R 2 , Para el lazo que contiene a V y R 3 ,