MEDICIÓN DE LA CORRIENTE EN EL PUENTE DE WHEATSTONE

NOMBRE:

ASIGNATURA:

DISPOSITIVOS Y MEDICIONES

PERIODO LECTIVO:

ABR 2018 – AGO 2018

NIVEL:

SEGUNDO

DOCENTE:

ING. CÉSAR NARANJO

NRC:

2193

PRÁCTICA N°:

4

LABORATORIO DONDE SE DESARROLLARÁ LA PRÁCTICA:

CIRCUITOS ELECTRICOS

TEMA DE LA PRÁCTICA:

MEDICIÓN DE LA CORRIENTE EN EL PUENTE DE WHEATSTONE.

INTRODUCCIÓN:

La asignatura de Dispositivos y Mediciones tiene como finalidad la orientación de diferentes equipos de mediciones; es por eso por lo que en esta práctica se identificara los errores que pueden presentarse al realizar una medida en un circuito eléctrico.

OBJETIVOS:

• Determinar mediante los cálculos obtenidos que se cumpla el balanceo del puente.
• Adquirir conocimientos de forma práctica utilizando los instrumentos del laboratorio.

EQUIPOS Y MATERIALES:

• Fuentes de corriente continua con 5,9 y 12 v
• Multímetros analógicos y digitales
• Resistencia.
• Potenciómetro de 1kΩ.
• Cables conductores.

INSTRUCCIONES:

Conocimientos previos:

PUENTE DE WHEATSTONE

Un puente de Wheatstone es un circuito eléctrico que 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.

El físico e inventor inglés Charles Wheatstone (1802-1875) es especialmente conocido por ser el primero en aplicar el circuito eléctrico que lleva su nombre (puente de Wheatstone) para medir resistencias. En realidad había sido diseñado previamente por Samuel Hunter Christie en 1832, con lo que el papel de Wheatstone fue la mejora y popularización, a partir de 1843. También es conocido como puente de Wilton, en honor al socio de Samuel Hunter Christie, el señor Wilton de la Fuente.

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Fig. 1. Disposición del Puente de Wheatstone.

En el esquema de la derecha se tiene Rx, que es la resistencia cuyo valor se quiere determinar; R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, además la resistencia R2 es ajustable para fijar el punto de equilibro. Si la relación de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (R3/Rx), el voltaje entre los puntos D y B será nulo y no circulará corriente a través del galvanómetro VG. En caso de desequilibrio, la dirección de la corriente en el Galvanómetro indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. El valor de voltaje de la fuente de poder (Vs) es indiferente y no afecta la medición.

Para efectuar la medida se varía la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La detección de corriente nula se puede hacer con gran precisión mediante el Galvanómetro VG.

En condición de equilibrio siempre se cumple que:

[pic 3]

[pic 4]

Cuando el puente está construido de forma que R3 es igual a R1, Rx es igual a R2 en condición de equilibrio (corriente nula por el galvanómetro).

Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisión, el valor de Rx puede ser determinado igualmente con precisión. Pequeños cambios en el valor de Rx romperán el equilibrio y serán claramente detectados por la indicación del galvanómetro.

De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento más rápido que el ajustar a cero la corriente a través del medidor.

ACTIVIDADES POR DESARROLLAR:

1. Armar el siguiente circuito de la Figura

[pic 5]
Fig. 2. Puente de Wheatstone a probar.

Siendo R4, nuestra Rx, un potenciómetro que iremos variando hasta que se cumpla la condición de equilibrio.

[pic 6]

1. Colocar la fuente de corriente continua.
2. Variar el potenciómetro hasta que se cumpla la condición de equilibrio y medir el valor resistivo del potenciómetro.
3. Deflexionar el potenciómetro hasta el máximo o mínimo valor y ver que corriente pasa por el puente no balanceado y medir el valor resistivo del potenciómetro..
4. Anotar los valores respectivos.
5. Repetir el proceso para los diferentes valores de la fuente.

RESULTADOS OBTENIDOS:

FUENTE DE 5V

Cuando el puente está balanceado:

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

TABLA 1

TABLA 2

FUENTE DE 9V

Cuando el puente está balanceado:

[pic 10]

TABLA 1

TABLA 2

FUENTE DE 12V

Cuando el puente está balanceado:

[pic 11]

TABLA 1

TABLA 2

CONCLUSIONES:

• Se comprobó que la condición de equilibrio en el puente de Wheatstone se cumple, aunque no parezca tan exacto se aproxima al cero.
• Ninguna medición es perfecta, siempre debemos tener en cuenta el rango de error de medición, inclusive el valor de la fuente de corriente continua no es exacto.
• Mediante la escala en que nosotros trabajamos se definirá mejor la exactitud de la medición, si escogemos una escala mucho mayor a la de la medición solo conseguiremos que el error sea mayor.

RECOMENDACIONES:

• Para el uso del potenciómetro hay ver en qué posición se encuentra la perilla para no obtener un fallo mayor en la medición.
• Si es posible, utilizar resistencias fijas para cerrar el puente de Wheatstone
• Debemos calibrar para tener una mayor exactitud en las mediciones

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB:

• Instrumentación Electrónica moderna y técnicas de Medición - William D. Cooper

FIRMAS

[pic 12]

F: ………………………………………….

Nombre:   Ing. César Naranjo

DOCENTE

F: ………………………………………….

Nombre:   Ing. Mario Jimenez

COORDINADOR DE ÁREA DE CONOCIMIENTO

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Nombre:  Ing. Fabricio Perez

JEFE DE LABORATORIO