INFORME N°4 (2)

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INFORME N4 PUENTE

UNIFILAR DE WHEATSTONE

1.OBJETIVO

Estudiar y conocer la estructura del Puente de Wheatstone y lascondiciones de equilibrio de este.

Estudiar las asociaciones de resistencias, ya sea paralelo o serie y poderestablecer su resistencia equivalente.

2.FUNDAMENTO TEORICO

PUENTE WHEATSTONE

Circuito diseado para encontrar la resistencia de un componente sabiendo

la de otros tres componentes. La escena muestra un esquema del puente deWheatstone en el que las resistencias conocidas son r1,r2y R2(que es unaresistencia variable). La inc!nita es R1. La idea es "equilibrar" el puentebuscando un valor de la resistencia variable R2con el cual la di#erencia depotencial entre los nodos A y Bsea cero. En la escena el alumno deber$buscar el valor de R2que equilibre el puente de Wheatstone y calcular el

valor de laresistencia.

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

LABORATORIO DE FISICA

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&upon!amos que las resistencias r1, r2,R2 y R1hacen que el puente deWheatstone est' equilibrado, es decir, no hay di#erencia de potencial (y portanto no pasa corriente) entre los puntos Ay B. En el puente de Wheatstonese cumple

Esta ltima #rmula permite encontrar R1conociendo r1, r2 y R2.

GALVANMETRO

Los !alvanmetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de

corriente el'ctricapor un circuito y para la medida precisa de su intensidadque suelen estar basados en los e#ectos ma!n'ticos o t'rmicos causados porel paso de la corriente. En el dia!rama est$ representado un !alvanmetrode cuadro mvil, en el que en ro*o se aprecia la bobina o cuadro mvil y enverde el resorte que hace que la a!u*a indicadora vuelva a la posicin dereposo una ve+ que cesa el paso de corriente.

En el caso de los !alvanmetros t'rmicos, lo que se pone de maniesto es elalar!amiento producido, al calentarse por el Efecto Jouleal paso de lacorriente, un hilo muy no arrollado a un cilindro solidario con la a!u*aindicadora. L!icamente el mayor o menor alar!amiento es proporcional a laintensidad de la corriente.



r1/R1= r2/R2
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

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Deduccin Matemtica Para Hallar La ReitenciaDec!n!cida

Estando colocada la resistencia / en el lu!ar delcircuito indicado en la !ura %0 se eli!econvenientemente la relacin -%, lo mismo que elvalor de 1 de manera que por el !alvanmetro nocircule corriente. En estas condiciones se dice que elpuente est$ 2equilibrado3 o 2balanceado3.

4eniendo en cuenta que al no circular corriente por el !alvanmetro lospuntos 5 y 6 del circuito (que se conectan al !alvanmetro) est$n al mismopotencial0 por ello

R" #$%& ' R( #$)&R* #$%& ' R) #$)&

Entonces:

R3= b. y R2= a.; = resistividad.

; Donde a y b en cm

+aua del err!r del ,uente W-eatt!ne

5#ectan la e/actitud del puente la sensibilidad del !alvanmetro, las #emt'rmicas y el calentamiento de los resistores. La e/actitud del puentedepende de la e/actitud de sus resistencias.

Seni.ilidad del ,uente de W-eatt!ne

La sensibilidad del puente de Wheatstone se dene como el nmero de

divisiones que de7acta el !alvanmetro cuando se produce una variacin enla resistencia inc!nita (/) o en la resistencia de a*uste (%). La sensibilidaddel puente viene dada por

Dem!tracin de la relacin entre la reitencia del ,uente W-eatt!ne



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Puente de Wheatstone, que se emplea para la medicin precisa de unaresistencia desconocida /, en t'rminos de las resistencias conocidas a, by s.

La corriente del puente (9!) se mide con el !alvanmetro (:) de resistencia

interna !. Las resistencias conocidas se a*ustan para una corriente cero enel !alvanmetro, condicin para la cual se dice que el puente est$equilibrado. ;sando las leyes de

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cuatro ecuaciones para eliminar simult$neamente cuatro corrientes

desconocidas.

4enemos ahora una sola ecuacin para la corriente desconocida Ig. Para

eliminar las #racciones, multiplicamos la ecuacin (A) por :



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B

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Cuando se sustituye por valores espec>cos, la corriente del !alvanmetro

puede ser calculada #$cilmente por medio de esta e/presin.

(b) Para el equilibrio del puente, la corriente del !alvanmetro debe ser i!ual a

cero. El numerador de la e/presin para Igtambi'n deber$ ser cero. Entonces

para Ig D

Indica que la relacin de la resistencia desconocida Rxa una resistencia patrn

Rs, es i!ual a la relacin de las resistencias de las ramas del puente RaRb. La

resistencia desconocida puede resolverse en t'rminos de las resistencias

conocidas

ASO+$A+$ON DE RES$STEN+$AS

SERIE:



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PARALELO:

3.EQUIPO

;na #uente de corriente cont>nua.

;n 2Puente ;nicar3.

;n !alvanmetro.

;na ca*a con seis resistencias F desconocidas.

;na ca*a con seis resistencias conocidas.

Gie+ alambres de cone/in



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H

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4.PROCEDIMIENTO

a) Gisponer el equipo como se muestra

b) Iover el cursor o pin+a desli+ante hasta que el !alvanmetro indiquecero (no pasa corrientes) o el volt>metro marque cero (di#erencia depotencial cero).

c) 4omar las notas de las lon!itudes a y b o en caso de la #oto anteriorser>a L1y L%lo mismo que v. vtomar>a varios valores que son las B

resistencias conocidas.



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A

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.DATO! OBTENIDO!

".

OB!ERVACIONE!

La precisin de la medida deR

X (resistencias desconocidas) depende

principalmente de la precisin deRV (resistencia conocida) y tambi'n

de sus valores. Cuando para el c$lculo de las resistencias desconocidas usamos

resistencias conocidas muy ale*adas obtenemos resistencias(desconocidas) que dieren mucho en su valor, mientras que cuandous$bamos resistencias m$s cercanas las resistencias halladas dierenpoco.



ale*ado

cercanos

R Rv a(cm) b(cm) Rx R promedio

RESISTENCIAS EN SERIE

R1220 89.2 13.8 129.27

112.507111 47.7 55.3 95.745

R23

111 31.3 71.7 48.456

52.94920 76.4 26.6 57.443

R34

20 53.3 49.7 21.448

22.083111 17.5 85.5 22.719

R45

20 56.2 46.8 24.017

22.603211 9.4 93.6 21.190

R56

20 35.9 67.1 10.700

10.25964 13.7 89.3 9.818

R6710 65.9 37.1 17.762

14.25420 36 67 10.746

R17

20 88.2 14.8 119.189

120.75922 87.3 15.7 122.33

RESISTENCIAS EN SERIE Y ARA!E!"

RXY

63.9 39.1 45 22

36.82567.3 35.7 51 20

R Rv a(cm) b(cm) Rx

RESISTENCIAS EN SERIE

R12

20 89.2 13.8 129.27

111 47.7 55.3 95.745

R17 20 88.2 14.8 119.189

22 87.3 15.7 122.33

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5l mover el cursor sobre la barra observamos que en un determinadopunto la a!u*a del !alvanmetro marcaba cero, obteniendo as> a y b0esto nos indica que no pasa corriente por el del !alvanmetro.

5.Cul es la inuencia de la f.e.m y, de la resistencia interna eneste mtodo?

La f.e.m.al ser mayor da m$s ener!>a al #uente da mayor di#erencia depotencial entre los puntos I y J y dado que la resistencia entre esos puntosno var>a la corriente aumenta, pasa lo contrario si la f.e.m.disminuye.5l aumentar la resistencia interna la corriente que pasa por el disminuye yla resistencia disminuye la corriente aumenta, siendo constante la f.e.m.

6.Explique la ariaci!n de la sensi"ilidad del #alan!metro.

Los par$metros que nos interesa conocer de un determinado !alvanmetro

son su resistencia interna y la sensibilidad, es decir, la intensidad de la

corriente necesaria para llevar la a!u*a hasta el nal de la escala.

Esa sensibilidad es una constante caracter>stica en !eneral se e/presa en

divu5.

&i la sensibilidad del !alvanmetro se dene como la derivad del $n!ulo dedesviacin de la parte mvil respecto a la ma!nitud medida.

5sumiendo que la escala se utili+a con el !alvanmetro es uni#orme, sepuede e/presar la sensibilidad de la manera si!uiente

D#$%e& '& es (a %es)*a+*#$ %e (a ar-e #)*(/& es (a ag$*-0% e%*%a

Como se sabe que un !alvanmetro est$ previsto de un sistema pticocomo la lu+ incidente es el doble del $n!ulo de desviacin de la partemvil, y por la tanto

Sg se$s*b*(*%a% %e( ga()a$#e-r



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.CONCU!IONE!

Comprobamos que la resistencia depende de la lon!itud, pues usando labarra conductora y separ$ndola por el curso, estas actan comoresistencias.

Jotamos que solo si la corriente es cero conociendo tres resistencias,hallaremos una cuarta resistencia desconocida.

La resistencia desconocida depende de #orma directa de b y laresistencia variable y a la inversa de a0 estas resistencias sonindependientes de la corriente el'ctrica que pase por las resistencias.

En el caso de la resistencia total (1) hallada e/perimentalmente(directamente), es notable que su valor ten!a que coincidir con el valorobtenido al sumar todas las resistencias en serie de circuito, ya que

estas tambi'n #ueron e/perimentales. Pero sin embar!o no #ue as> por loque notamos que cuando hay m$s resistencias involucradas el c$lculo esm$s e/acto.

Para armar el sistema, ya sea en paralelo o en serie se tuvo que tomaren cuenta el potencial en cada punto.

5.RECOMENDACIONE!

Ele!ir un valor adecuado para Rv (resistencia conocida) tal que la

a!u*a del !alvanmetro e/perimente la menor desviacin posible. Presione el botn del !alvanmetro para me*orar la sensibilidad. Gebemos tener presente que en este e/perimento tenemos que hacer

mediciones0 por lo cual, tenemos que tener sumamente cuidado ya quecualquier mal mane*o de estos nos arro*ara mayores errores.



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En el e/perimento se puede apreciar que al mover el cursor en pequeostramos el !alvanmetro nos mostraba aparentemente el mismo valoresto es posible que nos lleve a cometer ciertos errores.

Para evitar errores muy !randes es necesario que para una mismaresistencia desconocida tomemos m$s de una resistencia variable y as>calcular una resistencia equivalente.

6.BIBIO7RAFIA

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