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• Noemi Yesenia Flores Delgado

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Puente Kelvin. El puente Kelvin es una modificación del Wheatstone y proporciona un gran incremento en la exactitud de las mediciones de resistencas de valor bajo, y por lo general inferiores a 1 ohm. Considérese el circuito puente de la figura 5-4, donde Ry representa la resistencia del alambre de conexión de R 3 a Rx . Son posibles dos conexiones del galvanómetro, en el punto m ò en el punto n. Cuando el galvanometro se conecta en el punto m, la resistencia R y del alambre de conexión se suma a la desconocida R x, resultando una indicación por arriba de Rx. Cuando la conexión se hace en el punto n, R y se suma a la rama del puente R3 y el resultado de la mediciòn de Rx será menor que el que deberìa ser, porque el valor real de R 3 es más alto que su valor nominal debido a la resistencia R y. Si el galvanómetro se conecta en el punto p, entre m y n, de tal forma que la razón de la resistencia de n a p y m a p iguale la razón de los resistores R 1 y R2, entonces.

Puente Doble Kelvin El termino puente doble se usa debido a que el circuito contiene un segundo juego de tramas de relación figura 5-5. Este segundo conjunto de ramas, marcadas a y b en el diagrama, se conectan al galvanómetro en el punto p con el potencial apropiado entre m y n, lo que elimina el efecto de la resistencia Ry. Una condición establecida inicialmente es que la relación de la resistencia de a y b debe ser la misma que la relación de R1 y R2. La indicación del galvanómetro sera cero cuando el potencial en k sea igual al potencial en p, o cuando Ekl = Eimp, donde.

Kelvin Para otros usos de este término, véase Kelvin (desambiguación).

Kelvin Estándar

Unidades básicas del Sistema Internacional

Magnitud

Temperatura

Símbolo

K

Nombrada en honor de William Thomson, Lord Kelvin

Equivalencias

[editar datos en Wikidata]

El kelvin (antes llamado grado Kelvin),1 simbolizado como K, es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson, Lord Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto(−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. Lord Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor. Es una de las unidades del Sistema Internacional de Unidades y corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del agua.2 Se representa con la letra K, y nunca "°K". Actualmente, su nombre no es el de "grados kelvin", sino simplemente "kelvin".2 Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: la temperatura de 0 K es denominada 'cero absoluto' y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínimaenergía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en trabajos de física o química. También en iluminación de fotografía, vídeo y cine se utilizan los kelvin como referencia de la temperatura de color. Cuando un cuerpo negro es calentado, emite luz de diferente color según la temperatura a la que se encuentra. De este modo, cada color se puede asociar a la temperatura a la que debería estar un cuerpo negro para emitir en ese color. Es necesario recalcar que la temperatura de color asociada a un cuerpo no está relacionada con su temperatura real. Por ejemplo, 1600 K es la temperatura de color correspondiente a la salida o puesta del sol. La temperatura del color de una lámpara de filamento de wolframio, tungsteno, corriente es de 2800 K. La temperatura de la luz utilizada en fotografía y artes gráficas es 5500 K (para considerarla "luz de día" —lo que no impide que se usen otras partes de la escala para referirse a la luz de tungsteno o algunas lámparas led), y la del sol al mediodía con cielo despejado es de 5200 K. La luz de los días nublados es más azul y es 6000 K o más, llegando incluso a los 11 000 K. Índice [ocultar]



1Múltiplos del SI



2Véase también

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3Referencias

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4Enlaces externos

Múltiplos del SI[editar] A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para kelvin (K) Submúltiplos Valor −1

10 K 10−2 K

Símbolo

Múltiplos Nombre

Valor

Símbolo

Nombre

dK

decikelvin

1

10 K

daK

decakelvin

cK

centikelvin

102 K

hK

hectokelvin

3

−3

10 K

mK

milikelvin

10 K

kK

kilokelvin

10−6 K

µK

microkelvin

106 K

MK

megakelvin

nanokelvin

9

10 K

GK

gigakelvin

12

−9

10 K 10

−12

nK

K

pK

picokelvin

10 K

TK

terakelvin

10−15 K

fK

femtokelvin

1015 K

PK

petakelvin

18

10

−18

K

aK

attokelvin

10 K

EK

exakelvin

10−21 K

zK

zeptokelvin

1021 K

ZK

zettakelvin

yoctokelvin

24

YK

yottakelvin

10

−24

K

yK

10 K

Prefijos comunes de unidades están en negrita. Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Lord Kelvin. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (K), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (kelvin), salvo en el caso de que inicie una frase o un título. Basado en The International System of Units, sección 5.2.

La física estadística dice que en un sistema termodinámico la energía contenida por las partículas es proporcional a la temperatura absoluta, siendo la constante de proporcionalidad la constante de Boltzmann. Por eso es posible determinar la temperatura de unas partículas con una determinada energía, o calcular la energía de unas partículas a una determinada temperatura. Esto se hace a partir del denominado principio o teorema de equipartición. El principio de equipartición establece que la energía de un sistema termodinámico es: donde: 

es la constante de Boltzmann



es la temperatura expresada en kelvin



es el número de grados de libertad del sistema (por ejemplo, en sistemas monoatómicos donde la única posibilidad de movimiento es la traslación de unas partículas respecto a otras en las tres posibles direcciones del espacio, n es igual a 3).

PUENTE DE WIEN

El puente de Wien se describe como oscilador, pero su característica primara es medir frecuencias desconocidas por el usuario, y otras aplicaciones similares; ejemplo de esto, se interconectan con filtros pasabanda.

La composición básica de un oscilador de Wien es una mezcla de todos los puentes de medición en ca vistos, solo que el tercer elemento es una admitancia Y3, y el segundo es un RC en serie denominado Z1; emparejados con R2 y R4. Las ecuaciones para determinar la frecuencia medida de este particular oscilador, se describirán lo siguiente :

Al expandir esta expresión se obtiene lo siguiente:

Se igualan los términos reales:

Lo cual se reduce a:

Al igualar los términos imaginarios se tiene:

De ser así, la frecuencia resultante derivando de las anteriores operaciones:

Con este último puente de medición en corriente alterna; cerramos el capítulo de mediciones de puente tanto para corriente directa como para corriente alterna. La conclusión princial sobre todos los puentes descritos se basa en hallar resistencias desconocidas con o o sin precisión (caso Wheatstone y Kelvin), hallar inductancias desconocidas (Puentes Maxwell y Hay), y determinar la capacitancia desconocida en razón de una admitancia (Puente Shering), éste último puente se considera como un cuasipuente debido a que su generalidad es la medición de frecuencias sin conocer.

Generalidades de los puentes Básicamente un puente de medición es una configuración circuital que permite medir resistencias en forma indirecta, a través de un detector de cero. Los puentes de corriente continua tienen el propósito de medir resistencias, de valores desconocidos, utilizando patrones que sirven para ajustar a cero (equilibrio del puente). La configuración puente consiste en tres mallas. Se disponen de cuatro resistencias, entre ellas la desconocida, de una fuente de corriente continua y su resistencia interna, y un galvanómetro. Se estudiará la influencia de la sensibilidad del galvanómetro y de la limitación de la intensidad de corriente en los brazos del puente, así como la exactitud del puente con respecto al valor de la incógnita a medir. El circuito utilizado en estos métodos de medida es un cuadripolo con dos bornes de entrada y dos bornes de salida que recibe el nombre de puente. En los bornes de entrada se conecta la fuente de alimentación y en los bornes de salida el instrumento medidor o indicador de cero, el cual ha de ser muy sensible. El circuito además de la fuente y el indicador está constituido por cuatro impedancias conectadas como se muestra en la figura 1, constituyendo lo que se denomina un puente de dos brazos. En este puente se podrá variar adecuadamente uno o más parámetros del circuito y obtener un estado de equilibrio en el cual desaparece la diferencia de potencial entre los bornes a los cuales está conectado el dispositivo indicador de cero.

Puente de Wheatstone. El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para

medir el valor de componentes pasivos como las resistencias. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a través de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia delos componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua.

El puente de Wheatstone se muestra en la figura 2 y está constituido por cuatro resistencias R1, R2, R3 y R4, de las cuales una de ellas es desconocida y su valor debe determinarse.

El puente de Wheatstone tiene cuatro ramas resistivas, una fuente de f.e.m (una batería) y un detector de cero (el galvanómetro). Para determinar la incógnita, el puente debe estar balanceado y ello se logra haciendo que el galvanómetro mida 0 V, de forma que no haya paso de corriente por él. Debido a esto se cumple que:

Al lograr el equilibrio, la corriente del galvanómetro es 0, entonces:

Donde Rx es R4 (de la fig. 1), combinando las ecuaciones (7.1), (7.2) y (7.3) se obtiene:

Resolviendo:

Expresando Rx en términos de las resistencias restantes:

R3 se denomina Rama Patrón y R2 y R1 Ramas de Relación. El puente de Wheatstone se emplea en mediciones de precisión de resistencias desde 1 hasta varios M Ohm.

PUENTE DE THOMPSON (KELVIN)

El puente Kelvin es una modificación del puente Wheatstone y proporciona un incremento en la exactitud de las resistencias de valor por debajo de 1. Puente de hilo (Thompson) En la figura 3 se muestra el circuito de puente de hilo, representado por la resistencia Ry. Ry representa la resistencia del alambre de conexión de R3 a Rx. Si se conecta el galvanómetro en el punto m, Ry se suma a Rx, resultando una indicación por arriba de Rx. Cuando se conecta en el punto n, Ry se suma a la rama de R3, ya que R3 indicará más de lo real. Si el galvanómetro se conecta en el punto p, de tal forma que la razón de la resistencia de n a p y de m a p iguale la razón de los resistores R1 y R2.

Fig. 3

La ecuación de equilibrio queda:

Sustituyendo la ecuación (7.11) en la (7.12), se tiene

Operando queda

Como conclusión, la ecuación (7.14) es la ecuación de equilibrio para el puente Wheatstone y se ve que el efecto de la resistencia Ry se elimina conectando el galvanómetro en el punto p.

PUENTE DE MAXWELL Este puente de C.A. se utiliza para medir una inductancia desconocida en términos de una capacitancia conocida. Una de las ramas de relación tiene una resistencia y una capacidad en paralelo (Figura 4).

Fig. 4

Escribiendo la ecuación (7-21) en términos de Zx (impedancia de la rama desconocida) se obtiene:

Al escribir utilizando la admitancia Y1:

Observando a la figura 7.12, se obtiene que:

Donde w es la frecuencia angular (2pf). Sustituyendo estos valores en (729) da:

Cuya parte real es:

Y la imaginaria:

Cabe aclarar que las resistencias se expresan en ohms, las inductancias en henrys y las capacitancias en faradios. Limitaciones El puente de Maxwell se limita a la medición de Q medio (1