practica 4

INFORME DE LABORATORIO DE FISICA 3

INTEGRANTES:

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE

SAN MARCOS(Universidad del Perú, Decana de América)

Turno: Miércoles - Tarde

Horario: 16:00 – 18:00

Fecha: 23 de septiembre del 2015


Divisor de tensión y puente de Wheatstone

I. OBJETIVOS

-Determinar los valores de las resistencias desconocidas utilizando el puente de Wheatstone.

-Estudiar la versatilidad del circuito Puente.

II. MATERIALES

- Puente de Wheatstone- Caja de resistencias- Fuente VCD, 1,5 V- Galvanómetro- Tablero de resistencias- Interruptor- Conexiones

III. FUNDAMENTO TEORICO

El “Puente de Wheatstone” se utiliza cuando deseamos medir resistencias eléctricas por comparación con otras que están calibradas. C

Se instalan cuatro resistencias R1, R2, R3 y R4, tal como muestra la figura 1. R1 R3 Los puntos A y B se unen a los polos A Bde una fuente de voltaje V, uniendo los puntos C y D a través de un galvanómetro G. R2 R4

La resistencias R1 y R3, están conectadas Den serie, así como también lo están las resistencias R2 y R4. Estas dos ramasestán conectadas en paralelo.

+ -

En el tipo de puente que se utiliza en esta experiencia (puente unificar), las resistencias R2 y R4 son sustituidas por un alambre homogéneo cilíndrico de sección perfectamente constante.

Un cursor que se desplaza sobre el puente R1 R3hace las veces del punto D. Al cerrar el circuito con la llave S, se origina una corriente I; que la llegar al punto A se bifurca en dos: Una parte pasa por la resistencia R1 (corriente I1) y el resto

G

G


a traves de la resistencia R2 (corriente I2). D V + -

IV. CUESTIONARIO

1.- Justifique la expresión (4) utilizando las leyes de Kirchhoff:En circuitos de resistencias en los cuales no están formados en agrupaciones sencillas, en serie o en paralelo, o en los que existan generadores de fuerza electromotriz en paralelo, no pueden resolverse, en general por el método de resistencia equivalente. Gustav Kirchhoff enuncio por primera vez dos reglas que permite resolver el problema.El problema fundamental en un circuito consiste en lo siguiente: Conociendo las resistencias y las fuerzas electromotrices, determinar la corriente eléctrica en cada una de las ramas del circuito.Se denomina "nudos". Cada una de los circuitos cerrados o "cuadros" se denomina "malla".Ley #01: "Regla de los Nudos”: La suma de las corrientes que llegan a un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen del nudo.Ley #02: "Regla de las Mallas”: La suma algebraica de las fuerzas electromotrices en una malla es igual a la suma algebraica de la caída de potencias (Ri) en la misma malla.

2.- ¿Cuáles cree usted que han sido las posibles fuentes de error en la presente experiencia? Los errores posibles en esta experiencia pueden ser:- En el momento que se tomo las medidas de L2 y L4, para poder equilibrar el sistema.- El error de la resistencia y podría ser por el porcentaje de error de la resistencia R3, ya que en la ecuación se toma el valor que

nos indica la caja de resistencias. Sin tomar el valor real de esta resistencia.

- Otro error que se podría haber dado es la mala observación del tablero de resistencias, donde cada resistencia tiene unas bandas de colores (teniendo cada color un valor determinado).

3. ¿Cómo podría evitar estas fuentes de error? Aunque podamos evitar estos errores, siempre existirán un porcentaje mínimo de error, pero esto se podría evitar si al momento de tomar la medida de la longitud de L2 y L4 se realizara mas de 3 mediciones, esto dará mayor aproximación a la medida exacta. Otra forma seria manteniendo constante la temperatura, durante toda la práctica, caso que solo ocurriera en un campo cerrado a vacío.Los instrumentos que utilizamos en la practica, tienen un error de cero (que es cuando la aguja no esta exactamente marcando el cero); esto se podría enviar mediante formulas matemáticas, que también nos llevarían a errores aunque muy pequeños.Otro tipo de error seria al observar la tabla de resistencia, donde cada resistencia tiene colores que están asociados a valores determinados, se podría confundir colores con colores parecidos, lo cual ocasionaría error en los cálculos, esto se podría evitar observado con mucho detenimiento los colores.Y existen muchos errores, que podrían evitarse, pero algunas veces estos errores no son tan observables por el experimentador.

4. Explique Ud. que condiciones físicas existen cuando no pasa corriente por el Galvanómetro


Existen condiciones como:

* Las características geométricas (cilíndrico) y de la resistividad del material conductor homogéneo(regla de 100cm en nuestra caja)* Las diferencias de potenciales en serie serán iguales* La sensibilidad del Galvanómetro* Aplicando leyes de Kirchhoff, la corriente que circula por un nodo, se dirige en cantidad iguales por las ramas, explicado anteriormente.

5.- ¿Cuales son los factores que influyen en la precisión del puente WHEATSTONE al tratar de conocer el valor de una resistencia desconocida? ¿Por que? Entre los factores que influyen en la precisión del puente de WHEASTONE se encuentran:- Si algunas de las resistencias son inductivas los potenciales entre los puntos B y D pueden tardar tiempos distintos en llegar a sus valores finales al cerrar el contacto y el galvanómetro señalarían una desviación inicial aunque el puente estuviera en equilibrio. En estos casos es conveniente esperar un tiempo para que ambos puntos alcancen sus valores.- La precisión del Galvanómetro, ya que ello depende determinar el punto en el cual el potencial en los puntos B y DSea el mismo, es decir, cuando el Galvanómetro marca cero, esto influye la obtención de datos.- Que la resistencia desconocida no tenga valores muy pequeños o muy grandes.

6.- ¿Cuál sería la máxima resistencia que podría medir con el puente de Wheatstone?La resistencia máxima seria un equivalente a la resistencia B ya que la ecuación:

Rx = L4 / L2 x R1Se obtiene que para Rx sea máximo, ambos valores deben ser máximos. Analicemos en primer lugar el cociente L4/L2, Pero que sea máximo, la lectura de L4 debe ser máximo, y la lectura de L2 debe ser mínimo, en el caso del puente unifiliar, L2 máximo seria 1m. Analicemos el segundo factor resistencia 3, manteniendo constante el cociente máximo, ya que queremos hallar el valor máximo de Rx, entonces según que valor tome la resistencia 3 (variable) se podrá medir el máximo valor de Rx.

7. ¿Por que circula corriente por el galvanómetro cuando el puente no esta en condiciones de “equilibrio”? Explique esto detalladamente

Circula corriente, por que bien derivadas, o al contacto deslizante no ofrece una resistividad que permite no pasar corriente en el nodo donde salen las ramas conectados en serie. Esto seria la causa principal por que no existe equilibrio en el punto. También se debe a que el Galvanómetro no esta conectado al circuito todo el tiempo si no que se conecta después de cada ajuste de la resistencia, oprimiendo un interruptor.

8. ¿Cuales son las ventajas y desventajas de usar el Puente? ¿Por qué?Las Ventajas son:- La medida de las resistencias, reside en que tal medida es completamente indiferente a la actitud que pueda tomar el instrumento empleado para obtenerlo. - Cuando la aguja esta en posición cero se libra de todo error relacionado con la circulación de corriente. - La indicación cero, resulta más aguda y se precisa una menor intensidad de corriente a través de todos las ramas del puente con la disposición y el tamaño de


los componentes que lo forman puede ser menor sin peligro de sobre calentamiento y averías.- Estos instrumentos nos indican el momento cuando se encuentra en equilibrio, y el instante en que no circula corriente por el circuito.

Las Desventajas son:

- La resistencia que se va a utilizar debe ser de la menor tolerancia que se pueda hallar.- La precisión a la que se llega no es un porcentaje exacto.

V. CONCLUSIONES

-El puente de Wheatstone da un aceptable porcentaje de seguridad o exactitud en las mediciones realizadas.

-La temperatura, lectura de datos, medición de longitudes, todos estos factores influyen al momento de utilizar el puente de Wheatstone y pueden determinar parte del error en las mediciones.

-Una ventaja del puente de Wheatstone es que cuando el galvanómetro marca cero el sistema se libra de todo el error causado por la circulación de corriente.

-Las leyes enunciadas por Gustav Kirchhoff sirven para encontrar la corriente en las ramas del circuito del puente de Wheatstone debido a la forma del circuito y a los datos que podíamos tener al inicio los cuales serían las resistencias y las fems de cada malla.

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