Puente de resistencias WheatstoneInforme N1

1. Fundamento terico:Un puente de Wheatstone es un instrumento elctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843 y se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos estn constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

La figura muestra la disposicin del puente, se observa que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, adems la resistencia R2 es ajustable. Si la relacin de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relacin de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios ser nulo y por tanto no circular corriente alguna entre esos dos puntos C y B.Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La deteccin de corriente nula se puede hacer con gran precisin mediante el galvanmetro A.La direccin de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. Cuando el puente est construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condicin de equilibrio. (Corriente nula por el galvanmetro).Asimismo, en condicin de equilibrio siempre se cumple que:

Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisin, el valor de Rx puede ser determinado igualmente con precisin. Pequeos cambios en el valor de Rx rompern el equilibrio y sern claramente detectados por la indicacin del galvanmetro.De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a travs del galvanmetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento ms rpido que el ajustar a cero la corriente a travs del medidor.2. Procedimiento de ejecucin:

3. Cuestionario:3.1. Aplicando la teora de mallas, describa y explique el principio de funcionamiento del circuito puente utilizado.Como los puntos B y C, estn al mismo potencial (ver figura), por estar en corto, no hay circulacin de corriente en el conductor que une dichos puntos, por lo que podemos afirmar que: , A su vez respecto de tensiones: , Si dividimos las ecuaciones anteriores:

Pero por las condiciones iniciales, podemos simplificar a:

Y llegar al resultado esperado:

3.2. Qu limitaciones tiene la aplicacin del puente de resistencias utilizado?Las limitaciones son; la medicin de resistencias muy altas, como la resistencia de aislamiento de un cable, que son del orden ms all de megaohms, estas mediciones superan la capacidad del puente Wheatstone ordinario. Uno de los mayores problemas en la medicin de grandes resistencias es la fuga que ocurre en el componente medido, alrededor de este, sobre las terminales en las que se conecta el instrumento o dentro del instrumento mismo. Estas corrientes de fuga son indeseables ya que pueden entrar en el circuito de medicin y afectar la exactitud de la medicin considerablemente. Las corrientes de fuga, dentro del instrumento o las asociadas con el elemento de prueba y su montaje, son frecuentes en mediciones de resistencias altas, donde a menudo se requieren voltajes altos para obtener una sensibilidad de deflexin suficiente. 3.3. Si aplicamos el circuito puente para medir la resistencia de aislamiento de una maquina, Cmo debo interpretar los valores registrados?El puente Wheastone no est diseado para la medicin de resistencias muy altas como son las resistencias de aislamiento, creo que los resultados deberan interpretarse como aproximados.3.4. Si queremos medir la resistencia de un conductor elctrico y no disponemos de un circuito puente de resistencias como puedo determinar el valor de resistencia del conductor?, explicar.El puente Wheastone no es el nico instrumento para medir resistencias, la medicin de la resistencia de un conductor puede hacerse: Con un hmetro digital o analgico A partir de la geometra del conductor, es decir midiendo su longitud (L) y su seccin (A), y relacionarlos con la formula, , donde es la resistividad, propia de cada material conductor y que generalmente es cobre. Aplicando un potencial conocido entre los extremos, para medir la corriente que circula, y luego relacionar estos datos con la ley de Ohm.

4. Conclusiones:

El puente Wheastone es un medidor preciso de resistencias. El principio del puente Wheastone es el ajuste correcto de una resistencia variable, para conocer el valor de una desconocida, haciendo que no circule corriente por el conductor que une el puente. La limitacin del puente Wheastone es la medicin de resistencias altas, como las resistencias de aislamiento. Existen variantes del puente de Wheatstone, como el puente Kelvin con el que se puede medir resistencias menores a 1. Existen otras configuraciones de puentes como el puente Hay, Maxwell, Schering que se utilizan para la medida de inductancias y capacidades entre otros. La disposicin en puente tambin es ampliamente utilizada en instrumentacin electrnica. Para ello, se sustituyen una o ms resistencias por sensores, que al variar su resistencia dan lugar a una salida proporcional a la variacin. A la salida del puente, donde est el galvanmetro, suele colocarse un amplificador.

5. Bibliografa

Circuitos Elctricos, 4ta edicin James W. Nilsson, 1993 Addison-Wesley Iberoamericana.