Magnitudes eléctricas y circuitos

8. ¿Cómo se mide la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico?

Si se desea medir la diferencia de potencial, ΔV, en los extremos de una pila y de un resistor, se debe conectar un voltímetro en paralelo a la pila en los puntos A y D y otro voltímetro en paralelo al resistor en los puntos B y C, como muestra la figura:

Circuito formado por una pila y un resistor, en paralelo a cada uno de ellos se encuentra conectado un voltímetro.

Figura 12. Circuito sencillo con un voltímetro en paralelo al resistor y a la pila.

Estos voltímetros medirán, la cantidad de energía que aporta la pila por unidad de carga y la cantidad de energía transformada en el resistor por unidad de carga eléctrica. Se puede ver que la cantidad de energía que aporta la pila por unidad de carga, es transformada en el único resistor conectado y por lo tanto: ΔV_AD = ΔV_BC.

Caso de resistores conectados en serie

En el caso que se tenga un circuito con dos o más elementos conectados en serie y se desee medir la diferencia de potencial en cada uno de los elementos conectados, se deberá conectar un voltímetro en los extremos de cada uno de ellos, tal como muestra la figura que sigue:

Imagen que muestra dos resistores conectados en serie entre sí y a una pila. Están conectados en los extremos de cada uno de los elementos un voltímetro y se los ha denominado como V1 y V2 los de cada resistor, y el que se encuentra conectado en los extremos de la pila se lo ha llamado Vp

Figura 13. Circuito en serie con dos resistores y una pila. Se conectaron voltímetros en los extremos de cada elemento.

Vp, mide la ΔV_AF, en los extremos de la pila,
V₁, mide la ΔV_BC, en los extremos de R₁ y el,
V₂ mide la ΔV_DE, en los extremos de R₂.

Los puntos A y B se encuentran al mismo potencial eléctrico debido a que entre ellos no se encuentra conectado ningún elemento que aporte o transforme energía eléctrica. La misma situación ocurre entre los puntos E y F. Por esto se concluye que:

ΔV_AF = ΔV_BE
ΔV_BE = ΔV_BC + ΔV_CE → ΔV_AF = ΔV_BC + ΔV_CE

Esto significa que la energía que aporta la pila por unidad de carga, es la suma de la energía transformada en cada uno de los resistores conectados en serie por unidad de carga.

Caso de resistores conectados en paralelo

Si ahora se quiere medir la diferencia de potencial en los extremos de elementos conectados en paralelo, se deberán conectar voltímetros como muestra la figura:

Circuito con dos resistores en paralelo entre sí y a una pila. En los extremos de cada resistor y de la pila se han conectado voltímetros.

Figura 14. Circuito en paralelo con dos resistores y una pila. Se conectaron voltímetros en los extremos de cada elemento.

Los puntos A y B se encuentran al mismo potencial eléctrico debido a que entre ellos no se encuentra conectado ningún elemento que aporte o transforme energía eléctrica. La misma situación sucede entre los puntos C y D. Por esto se concluye que:

ΔV_AD = ΔV_BC

De esta manera, elementos cualquiera conectados en paralelo van a tener la misma diferencia de potencial en sus extremos y bastará con un sólo voltímetro conectado en paralelo para poder medir en sus extremos la ΔV.

Circuito con dos resistores en paralelo entre sí y a una pila. En los extremos del resistor 2 se ha conectado un voltímetro.

Figura 15. Circuito en paralelo con dos resistores y una pila. Se conectó un voltímetro entre los puntos B y C.