PUENTE DE WHEATSTONE

INTEGRANTES:

LISBETH RUIZ C.

EDER CORZO BARROS

AILETH ROJA ROJANO

JEINER BARROS PASSO

LIC: RAFAEL CARRASQUILLA OROZCO

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y LAEDUCACIÓN

LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

VALLEDUPAR – CESAR

2015

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

1. Resumen ………………………………………………………………………..22. Introducción………………………………………………………………...…...3

3. Formulación del problema………………………………………………..…... 4

4. Objetivo…………………………………………………………………………..5

5. Marco teórico…………………………………………………………………...6

6. Materiales…………………………………………………………..……...........7

7. Procedimiento experimental……………………………………….…….……8

8. Análisis resultados……………...……………………………………….……...9

9. Conclusión……………………………………………………………….……..10

10. Recomendación………………………………………………………………11

11. Bibliografía………………………………………………………………………12

1. RESUMEN

La investigación y desarrollo del puente de wheatstone se aplica a la medición de resistencias de los circuitos eléctricos, lo cual ha sido un gran aporte a los trabajos sobre electricidad. Es importante resaltar que el puente de Wheatstone, es el método más práctico que existe para medir una resistencia. En este artículo hablaremos de las características más esenciales de este puente, un poco de la historia y sobre todo como realizar un montaje de este en un laboratorio, además, se mostrara resultados obtenidos de resistencias desconocidas utilizando este método (puente de Wheatstone).

2 INTRODUCCIÓN

El presente informe experimental se refiere al tema del puente wheatstone, que se utiliza para medir resistencia desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Esto esta constituidos por cuatros resistencias que forma un circuito cerrado, siendo una de ella la resistencia de bajas medidas. La característica principal del puente wheatstone es la idea de equilibrar el puente buscado un valor de la resistencia variable R2 con la cual la diferencial del potencial de los nodos A Y B sea cero. El interés de realizar este informe experimental es comprobar experimentalmente la condición de equilibrio de un Puente de Wheatstone y Determinar el valor de una resistencia por medio de un puente de Wheatstone. Para esos nos valimos de una serie de instrumento que nos ayudaran a construir dicho circuito mencionado anteriormente.

3. OBJETIVOS

a. Objetivo general.

Comprobar experimentalmente la condición de equilibrio de un Puente

de Wheatstone.

Utilizar el puente de wheatstone para determinar el valor de resistencias

desconocidas a partir de otras conocidas.

b. Objetivos específicos.

Averiguar todo sobre el puente de wheatstone.

Comprender el funcionamiento puente de wheatstone.

Determinar el valor de una resistencia por medio de un puente de

Wheatstone.

4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Comprobar experimentalmente que a partir de la construcción de un

puente wheatstone se puede hallar el valor de una resistencia

desconocida?

5. MARCO TEÓRICO

a. Puente de wheatstone

El Puente de wheatstone es un circuito que fue descrito por Samuel hunter Christie en 1833, pero fue charles wheatstone quien le dio uso en 1843 como resultado de eso el circuito lleva su nombre. Es importante resaltar que este circuito es el más sensitivo que existe para medir una resistencia, tiene la característica de que puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa. Una aplicación muy interesante del puente en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus resistencias de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas). También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución.

Figura (1). Un puente de Wheatstone simple.

Con el puente de wheatstone es posible medir con exactitud resistencias desconocidas. Este circuito o puente está constituido por cuatro resistencias (observar figura 1), unas conocidas R1, R2 y R3, (donde R1 es un resistor variable calibrado), un galvanómetro y una batería. El resistor conocido R1 se varía hasta que la lectura del amperímetro es cero, es decir, hasta que no haya corriente de a y b. en estas condiciones se dice que el puente está balanceado. Puesto que el potencial eléctrico en el punto a debe ser igual al potencial en el punto b cuando el puente está balanceado, la diferencia de potencial a través de R1 debe ser igual a la diferencia de potencial a travésde R2. De igual modo, la diferencia de potencial a través de R3, debe ser igual a la diferencia de potencial a través de Rx. De acuerdo con estas consideraciones se ve que

1) I1R1=I2R2

2) I1R3=I2RX

Si dividimos la ecuación 1) entre la 2) se eliminarían las corrientes y despejando RX se encuentra que

Rx=R2 R3R1

Hay varios dispositivos similares que también operan bajo el principio de la medición nula. Un ejemplo de esto es el puente de capacitancia utilizado para medir capacitancias desconocidas. Estos dispositivos pueden emplearse con cualquier fuente de voltaje.

Los puentes de wheatstone no son útiles para resistencias mayores a 105Ω, pero los instrumentos electrónicos modernos pueden medir resistencias tan altas como 1012Ωen la mayor parte de los multímetros digitales, dispositivos que se utilizan para medir voltaje, corriente y resistencia.

6. MATERIALES

Resistencias de diferentes valores.

1 Resistencia variable.

Voltímetro.

Un equipo de electrónica básica que consta de una fuente.

Protoboard.

Cables de conexión.

Caimanes.

7. Procedimiento experimental

1. Verificamos el correcto funcionamiento de cada instrumento y el buen

estado de los materiales utilizados con los que se llevó a cabo la

práctica.

2. Realizamos el montaje cuidadosamente, de acuerdo a la siguiente

figura.

3. El voltímetro lo conectamos del punto (a ) al punto (b) y luego se

conectó corriente para que circulara por todo el circuito.

4. Después comenzamos a variar la resistencia variables, que en este

caso es el potenciómetro hasta que en el voltímetro nos marque cero

(0) voltio y apagamos la fuente voltaje

5. Después quitamos rápidamente el potenciómetro y con un ohmímetro

medimos el valor de la resistencia variable.

6. Después utilizamos la siguiente expresión para calcular el valor de la

resistencia desconocida :Rx=R2 R3R1

8. ANÁLISIS DE RESULTADO

Resistencia(valor teórico) RX(valor teórico) RX(VALOR EXP) ERROR RELATIVO (%)

R2=486Ω R1=1007Ω R1=1001 0.6%

R3=806Ω

R(VARIABLE)=391Ω

Error relativo=valor teorico−valor experimental

valor teoricox100%

Error relativo=1007Ω−1001Ω

1007Ωx 100%

=61007

x 100%

=0.6%

R x=R2R3R1

=(486Ω)(806Ω)

391Ω=1001Ω

Se comprobó que el equilibrio de un puente wheatstone , en el puente la

corriente que circula entre dicho punto debe ser igual a cero, en nuestro caso

fue el punto a hasta al punto b, la diferencial de potencial entre el punto a y

b, fue igual a cero, también se calculó la resistencia desconocida a partir de

tres resistencias conocidas.

.

8. CONCLUSIÓN

Se pudo averiguar y comprender experimentalmente de forma general

que el puente de wheatstone es indudablemente un método práctico y

preciso para calcular resistencias desconocidas a partir de otras ya

conocidas y a la vez estos valores representativos de las

resistenciascalculadas por medio de este, son muy aproximados a los

valores medidos de las mismas formas teóricas.

Para que un puente wheatstone este equilibrado debe cumplir que la

diferencia potencial del puente debe ser aproximadamente igual cero.

Recomendaciones

Al momento de arma el circuito apagar la fuente voltaje

Solicitar al profesor para que verifique el circuito armado

Verificar el funcionamiento de todos los materiales a usar en el armado

del circuito

O.K., buen trabajo. Sin embargo debieron probar con otras resistencias…

Valoración general para esta actividad: 4.5

9. REFERENCIAS

Serway, Beichner, García. (2002). Física para ciencias e ingeniería (pp.

889-890). Ed 5, volumen 2. México. Mc Graw Hill.

Gil. S. (2012). Puente de Wheatstone. Física recreativa. Recuperado de

http://www.fisicarecreativa.com

Holguín. C. (2013). Construcción de un puente de Wheatstone.

labs123.galeon. Recuperado de http://labs123.galeon.com

ANEXOS