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• Angel Vargas

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Objetivos  

Determinar las características de un circuito puente equilibrado. Utilizar el puente de wheatstone para determinar resistencias desconocidas.

Descripción experimental    

Medir el valor de las resistencias, luego comparar el valor medido con el valor nominal. Se armó el circuito n°1, mostrado en la figura. Se ajustó la fuente de voltaje a 10 v. Luego de esto cambiar la R x por R 3 . Luego de esto regular el potenciómetro hasta que el amperímetro marque 0. Después desconectar el potenciómetro y utilizando el multímetro como óhmetro medir la resistencia en el potenciómetro.  Se repitió este proceso remplazando R x por las demás resistencias.

Análisis Indagatorio 1. ¿Qué sucede cuando R1 = R 2 ? Si la resistencia r2 y R1 son iguales significa que al simplificarlas queda como resultado 1, por lo tanto, la resistencia Rx es igual a R3. 2. ¿Cuáles podrían ser las aplicaciones reales de un circuito puente? Le implementación de este circuito junto a otros elementos eléctricos da como resultado una serie de operaciones que no sean de nuestro entendimiento o conocimiento: a) Mediante termistores NTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: sensor de temperatura (termómetro), medidor de la velocidad de fluidos, estabilización de tensiones, etc. b) Utilizando en el puente una LDR o fotorresistencia se utiliza para aplicaciones en circuitos donde se necesita detectar la ausencia de luz de día:  Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia para activar una o más luces al llegar la noche.  Relés controlados por luz, donde el estado de iluminación de la fotorresistencia, activa o desactiva un interruptor, que puede tener un gran número de aplicaciones.

Tablas y resultados Tabla N ° 1 Resistencia (Ω)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

V. Nominal

5600

5600

2.2

1.0

10

3.0

1.50

V. medido

5.72

5.51

2.15

0.98

9.85

2.98

1.49

Tabla N° 2 R3

R4

R5

R6

Valor medido con él 5.59 óhmetro

0.97

2.52

3.38

Resistencia (Ω)

R7 1.54

Análisis de resultados: 1. ¿Qué representa la relación R2/R1? La relación de las dos resistencias del brazo conocido (R2/R1) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente alguna entre esos dos puntos C y B. 2. ¿Qué factor o factores determinan la exactitud de las mediciones hechas con el puente de Wheatstone? 

Que las resistencias R1 y R2 sean iguales, y conviene decir que todas deben ser de la misma orden de magnitud, si son en kilo todas deben ser en kilos.



El correcto uso del galvanómetro, para que el voltaje sea cero en los puntos B y C.



Un correcto uso de los instrumentos de medición.

3. ¿Cómo afectan los cambios de voltaje la operación del puente de Wheatstone? ¿Conviene utilizar un voltaje alto? Cuando el puente está construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condición de equilibrio. (Corriente nula por el galvanómetro).La dirección de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado bajo. El valor de la FEM del generador es indiferente y no afecta la medida. 4. Deduzca la expresión para el cálculo de Rx utilizando el puente de Wheatstone práctico. Sea detallado en dicha deducción.

Vac = Vab Vac = Rx/Rx+R1 * E Vbc = R2/R2+R3 * E Por lo tanto Rx/Rx+R1 = R2/R2+R3 De aquí podemos deducir Rx/R1 =R2/R3 Por lo tanto: Rx=R2*R1/R3 5. ¿Cuáles pueden ser las posibles fuentes de error en esta experiencia? Las posibles fuentes de error son las siguientes, el mal uso de los instrumentos, la calibración del galvanómetro para hacer que la corriente sea cero entre esos dos puntos, la calibración en los instrumentos de medición.

Glosario 1. Puente de Wheatstone: Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. 2. Potenciómetro: Es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia. 3. Puente Equilibrado: Es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o corriente alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas1 como de sus equivalentes en circuitos de corriente alterna en los que existen otros elementos como impedancias inductivas e impedancias capacitivas. 4. Circuito cerrado: Interconexión de dos o más componentes con, al menos, una trayectoria cerrada. El circuito cerrado en la electricidad implica un conjunto de fuentes, interruptores, resistencias, semiconductores, inductores, condensadores y cables, entre otros componentes. Gracias al circuito cerrado, el flujo de corriente eléctrica circula entre los componentes 5. Galvanómetro: Es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en equipos de grabación, posicionamiento y servomecanismos. 6. Circuito puente: Permite medir por comparación la resistencia o impedancia (Bobinas o condensadores en corriente alterna) de un elemento eléctrico desconocido, cuando se conocen los otros tres y se consigue el equilibrio. De esta forma toma diferentes nombres según sea utilicen inductancias (Puente de Maxwell) o condensadores (Puente de Hay).

Conclusiones En este laboratorio por medio del puente de wheatstone se puedo encontrar el valor de ciertas resistencias empleado un potenciómetro y un multímetro, el cual al momento de ir regulando el potenciómetro nos indicaría cuando la corriente atreves del circuito será cero. Y luego poder medir con facilidad la resistencia con la cual estábamos trabajando en ese momento.