PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 4
CURSO : CIRCUITOS ELÉCTRICOS I
DOCENTE : PAREDES VILCA, Katia Ysabel
TEMA : PUENTE DE WHEATSTONE
ESCUELA : INGENIERIA MECATRÓNICA
CICLO : IV
TURNO : MAÑANA
HORARIO : Lunes 10:30 – 12:10 horas
FECHA DE REALIZACIÓN : Lunes 20 de enero de 2013
FECHA DE ENTREGA : Lunes 10 de febrero de 2013
2013-3
OBJETIVO
Mediante esta experiencia, se pretende reconocer y dar importancia a los Puentes de Wheatstone, ampliamente utilizado en nuestra carrera profesional, que es la Ingeniería Mecatrónica, en forma de circuitos (alarmas, sensores, otros).
MATERIALES
Multímetro Digital
Protoboard.
Fuente de poder DC.
6 Resistencias (1kΩ a 10 kΩ).
1 Potenciómetro.
1 Diodo Les.
Cables conectores.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Puente de Wheatstone
El Puente Wheatstone es un circuito especial formado por 5 resistencias dispuestas de tal forma que los puntos centrales tienen el mismo potencial (Va y Vb).
La rama central R0 convierte en RINCE (se puede retirar o reemplazar por un circuito).
Según el gráfico:
Ecuación de Equilibrio del Puente Wheatstone:
R1R4=R3R2
Entonces: IR0=0 y V R0=0, Por lo tanto R0 puede tomar cualquier valor (0, α, etc.).
PROCEDIMIENTO
1. Armar el Circuito N°1
Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:
- Ajustar el potenciómetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes Wheatstone.
- Medir con el Multímetro cada una de las resistencias.- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los
elementos del Circuito.
Elementos
Valor (kΩ) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia (mW)
R1
R2
R3
R4
R5
PE1
2. Armar el circuito N°2:
Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:
- Ajustar el potenciómetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes Wheatstone.
- Medir con el Multímetro cada una de las resistencias.- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los
elementos del Circuito.
Elementos
Valor (kΩ) Voltaje (V) Intensidad (mA) Potencia (mW)
R1
R2
R3
R4
R5
R0
PE1E2
3. Armar el Circuito N°3
a. Ajustar el potenciómetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes Wheatstone.
b. Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los elementos del circuito.
Elementos
Valor (kΩ) Voltaje (V) Intensidad (mA) Potencia (mW)
R1
R2
R3
R4
R0
LedP
E1EX
Circuito nº 1
V = I. R
7 = I. 8,23
I = 0, 85 mA
Cálculo para el valor de P
R2 RP = R3 R4
2,2 Rp = 6,2 x 1
Rp = 2, 82 k Ω
Req = (R2 + R3) (R4 + P) = (8,4) (3, 82) = 2,63 k Ω( R3 + r2) + ( R4+ P) 8,4 + 3,82
DIVISIÓN TENSION
V1= Є Ri = 7 x 5, 6 = 4,76 VR1 + Req 2,63 + 5,6
Veq = 7x 2,63 = 2,24 V2,63 + 5,6
Ieq = 2,24 = 0,85 mA2,63 k Ω
DIVISIÓN DE CORRIENTE
I R2, 23 = I + (R4 + P)(R4 +p) + (R2 + R3)
I R2, 23 = 0,85 x 3,82 12,22
I R2, 23 = 0,27 mA
VR2 = 2,2 k Ω x 0,27 mA = 0,594 v
VR3 = 6,2 k Ω x 0,27 mA = 1,674 v
IR4.p= I + (R2 +R3) 12,22
IR4,p = 0,58 mA
VR4 = 0,58 mA x 1 k Ω = 0,58
Vp = 0,58 x 2,82 = 1,635 v
Circuito nº 2
V= I. R
I = 13 1,24 I= 10, 48 mA
CALCULO DE P
(6,9) (3,3) = P x 2,56
P = 0,89 k Ω
R 2,4 = 0,69 k Ω
R 1,5 = 2,56 k Ω
DIVISION DE CORRIENTE
I=r3,1,5 = It P+R2,4 (P+R2,4)+ (R3+R4,5)
IR3,1,5= 10,48 X 1,58 7,44
IR3,1,5 = 2,2 mA
VR3=2,2 X 3,3 = 7,26 V
IR1= 2,2 X R5 IR1= 2,2 X 4,,7
R1+ R5 10,3
IR1= 2,2 X 5,6 IR5= 1, 004mA 10,3
IR1= 1,2 mA VR5= 1, 004 X 5,6 = 5,62 V
VR1= 1,2 X 4,7 = 5,64 V
IR2,4,.p= It + R3 +R1,5 7,44
IR2,4,.p= 10,48 + 5,86 = 8,25 Ma 7,44 Vr4 = 5,67 x 1k = 5,67 v VP= 8,25 X 0,89 0 7,34 V IR2 = 8,25 X 1K = 2,58 mA 3,2
VR2 = 2,58 X 2,2 = 5,68 V
IR4 = 8,25 X 2,2 = 5,67 mA 3,2
Circuito nº 3
Calculo de P
P.R 4 = r2 r3
P 3,3 = 1,2,2
P = O,67 k Ω
I P,R 3 = I + X R3+R4 (P + R3)+ (R2 + R3)
I P,R 3 = 6,98 4,3 = 4,19 mA 7,17
VP= 0,67 X 4,19 = 2,80V
VR3= 4,19 X 2,2 = 921
Req= (P +R3) (P +R3) (P + R3)+ (R2 + R3)Req = 1,72 K Ω
V= IR
12 = I I = 6,98 mA1,72
I,R2R3 = I+ X 2,87
7,17
IR2R1 = 6,98 2,87 = 2,79 mA 7,17
VR2 = 2,79 X 1 = 2,79V
VR4 = 2,79 X 3,3 = 9,2 V