3.9: Limitación del rango del reóstato
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- Varias resistencias de 10 kΩ
- Un potenciómetro de 10 kΩ, cono lineal (Radio Shack catálogo # 271-1715)
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 5: “Circuitos en Serie y Paralelos”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 7: “Circuitos Combinados Serie-Paralelo”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 8: “Circuitos de Medición DC”
Objetivos de aprendizaje
- Resistencias serie-paralelo
- Teoría y práctica de la calibración
Diagrama esquemático
Ilustracion
INSTRUCCIÓN
Este experimento explora los diferentes rangos de resistencia que se pueden obtener al combinar resistencias de valor fijo con un potenciómetro conectado como reóstato. Para comenzar, conecte un potenciómetro de 10 kΩ como reóstato sin otras resistencias conectadas. Ajustar el potenciómetro a través de su rango completo de recorrido debería resultar en una resistencia que varía suavemente de 0 Ω a 10,000 Ω:
Supongamos que queríamos elevar el extremo inferior de este rango de resistencia para que tuviéramos un rango ajustable de 10 kΩ a 20 kΩ con un barrido completo del ajuste del potenciómetro. Esto podría lograrse fácilmente agregando una resistencia de 10 kΩ en serie con el potenciómetro. Agregue uno al circuito como se muestra y vuelva a medir la resistencia total mientras ajusta el potenciómetro:
Un cambio en el extremo inferior de un rango de ajuste se llama calibración cero, en términos metrológicos. Con la adición de una resistencia serie de 10 kΩ, el “punto cero” se desplazó hacia arriba en 10,000 Ω. Sin embargo, la diferencia entre los extremos altos y bajos de un rango, llamado span del circuito, no ha cambiado: un rango de 10 kΩ a 20 kΩ tiene el mismo lapso de 10,000 Ω que un rango de 0 Ω a 10 kΩ. Si queremos cambiar también el lapso de este circuito de reóstato, debemos cambiar el rango del propio potenciómetro. Podríamos reemplazar el potenciómetro por uno de otro valor, o podríamos simular un potenciómetro de menor valor colocando una resistencia en paralelo con él, disminuyendo su resistencia máxima obtenible. Esto disminuirá el lapso del circuito de 10 kΩ a algo menos.
Agregue una resistencia de 10 kΩ en paralelo con el potenciómetro, para reducir el lapso a la mitad de su valor anterior: de 10 KΩ a 5 kΩ. Ahora el rango de resistencia calibrada de este circuito será de 10 kΩ a 15 kΩ:
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No hay nada que podamos hacer para aumentar el lapso de este circuito de reóstato, corto de reemplazar el potenciómetro por otro de mayor resistencia total. Agregar resistencias en paralelo solo puede disminuir el lapso. Sin embargo, no existe tal restricción con la calibración del punto cero de este circuito, ya que comenzó en 0 Ω y puede hacerse tan grande como deseemos sumando resistencia en serie.
Se pueden obtener multitud de rangos de resistencia usando solo resistencias de valor fijo de 10 KΩ, si somos creativos con combinaciones serie-paralelo de ellas. Por ejemplo, podemos crear un rango de 7.5 kΩ a 10 kΩ construyendo el siguiente circuito:
Crear un rango de resistencia personalizado a partir de resistencias de valor fijo y un potenciómetro es una técnica muy útil para producir resistencias precisas requeridas para ciertos circuitos, especialmente circuitos de medidor. En muchos instrumentos eléctricos, especialmente los multímetros, la resistencia es el factor determinante para el rango de medición del instrumento. Si los valores de resistencia interna de un instrumento no son precisos, tampoco lo serán sus indicaciones. Es poco probable encontrar una resistencia de valor fijo de la resistencia adecuada para su colocación en un diseño de circuito de instrumento, por lo que es posible que sea necesario construir “redes” de resistencia personalizadas para proporcionar la resistencia deseada. Tener un potenciómetro como parte de la red de resistencias proporciona un medio de corrección si la resistencia de la red debe “derivar” de su valor original. Diseñar la red para un lapso mínimo asegura que el efecto del potenciómetro sea pequeño, de manera que sea posible un ajuste preciso y de manera que el movimiento accidental de su mecanismo no provoque graves errores de calibración.
Experimente con diferentes “redes” de resistencias y observe los efectos en el rango de resistencia total.