LABORATORIO N° 1: PUENTE UNIFILAR DE WHEATSTONE INTEGRANTES: Cerna Milla Ronald PROFESOR: WATERS TORRES, OSWALDO Laboratorio física III Puente de Wheatstone inductancias y resistencias eléctricas y utilizarlo para determinar el valor de algunas resistencias. EQUIPO: Una fuente de corriente continúa Un “Puente Unifilar” Laboratorio física III Puente de Wheatstone .OBJETIVO: Estudiar el dispositivo llamado “Puente Wheatstone” que sirve para medir capacidades. Un galvanómetro Una cajaa con seis resistencias (x) desconocidas Una caja con seis resistencias (R) conocidas Laboratorio física III Puente de Wheatstone . Una resistencia variable Un galvanómetro. Laboratorio física III Puente de Wheatstone Rv cuyo símbolo es: . Diez alambres de conexión FUNDAMENTO TEORICO El circuito del dispositivo llamado “Puente de Wheatstone” consta esencialmente de los siguientes elementos. Estando colocada la Rx resistencia en el lugar del circuito indicado se elige convenientemente la relación R´ / R´ ´ . lo mismo que el valor de RV de manera que por el galvanómetro no circula corriente. En estas condiciones se dice que el puente esta “equilibrado” o “balanceado”.Un par de resistencias ´ R .R ´´ cuya relación entre ellas se establece a voluntad. luego: Laboratorio física III Puente de Wheatstone R ´ y R´ ´ . entonces: V NB =V NA V AM =V BM y De donde: R x I 1 =R ´ I 2 y Rv I 1=R ´´ I 2 ´ y por consiguiente: R x= R ´´ R en el laboratorio se emplea un tipo de puente denominado “Puente unifilar” en el que el tramo MBN es un alambre de sección constante dispuesto sobre una regla graduada y en que las resistencias son proporcionales a los segmentos “a” y “b”. Teniendo en cuenta que al no circular corriente por el galvanómetro los punto y del circuito estén al mismo potencial. Muchos de ellos utilizan corriente alterna en vez de continua. Una combinación de resistencias que están una a continuación de otra se conoce como resistencias en SERIE. R v a Que nos da la resistencia valor Rv Rx a partir de los segmentos “a” y “b” y del . se pueden construir puentes para la medición de capacitancia e inductancia. Se conocen como puentes y varían ampliamente. inductancias. El método que acabamos de describir es únicamente un ejemplo de una familia completa de dispositivos que utilizan el mismo principio de nulo (balance). La precisión de la medida de precisión de Rv . Laboratorio física III Puente de Wheatstone . Todos los métodos tienen la ventaja de que no se requieren medidores calibrados para la medición de la cantidad desconocida. así como también de la sensibilidad del galvanómetro.´ R =b . ρ Donde ρ es la resistencia por unidad de longitud del alambre. R ´ y R´ ´ Rx depende principalmente de la y también de sus valores. de las ecuaciones se obtiene: b R x= . RESISTENCIA EN SERIE Y PARALELO Las combinaciones mas simples entre resistencias son las que están en serie y en paralelo. Finalmente. ρ ´´ R =a . Reemplazando algunas de las resistencias por condensadores. R 4 : . La caída de tensión a través de todas las resistencias es igual a la suma de las caídas de tensión de cada resistencia.Cuando se alimenta con una batería. R2= V2 I2 . las características son: 1. R 3= V3 I3 R4 = . V4 I4 Reemplazando y considerando que se denota por Req = V1 V 2 V 3 V4 + + + I 1 I2 I3 I 4 Req =R1 + R2 + R3 + R4 n En general: Laboratorio física III Puente de Wheatstone Req =∑ Ri i=1 I : R1 . 3. I T =I 1=I 2=I 3 2. R2 . cuatro resistencias en serie Req = V T V 1+V 2 +V 3 +V 4 = IT IT Por la ley de Ohm: R1= V1 I1 . R3 . Las resistencias en serie se pueden reemplazar por una única resistencia. llamada resistencia equivalente que se define como: Req = VT IT Por ejemplo en la figura. La corriente que circula por cada resistencia es la misma e igual a la corriente total (ya que no se acumula corriente). RESISTENCIAS EN PARALELO Son combinaciones de resistencias que tienen como característica principal. La corriente que circula en cada resistencia es diferente y depende del valor de la resistencia y la suma de las corrientes que circulan a través de cada resistencia es igual a la corriente total en los dos puntos comunes de las resistencias. I =I 1 + I 2+ I 3 +…+ I n Laboratorio física III Puente de Wheatstone .e. 2. La caída de tensión V en todas las resistencias es la misma.m (batería): 1. que los voltajes aplicados son comunes como se muestra en la figura: En las resistencias en paralelo cuando se alimenta con una f. I 4= V4 R4 V T =V 1=V 2=V 3 =V 4 Se tiene: V V V Req = = = I I 1+ I 2 + I 3 + I 4 + I 5 V V V V V + + + + R1 R2 R 3 R 4 R5 Donde: 1 1 1 1 1 1 = + + + + +… R eq R 1 R2 R3 R 4 R5 O Sea el inverso de la resistencia equivalente es igual a la suma de las inversas de cada resistencia en paralelo. n 1 1 =∑ R eq i=1 Ri Laboratorio física III Puente de Wheatstone . I2 = V2 R2 .Por lo tanto la resistencia equivalente para el caso de cuatro resistencias en paralelo de acuerdo a la figura es: Según la ley de Ohm: I1 = V1 R1 . I3 = V3 R3 . PROCEDIMIENTO Laboratorio física III Puente de Wheatstone . Presione el botón para mejorar la sensibilidad del galvanómetro. observando que entre los puntos A y B no solo existe la resistencia propia de Rx.1.Equilibre el puente. (b) y(c). para esto es necesario colocar el contacto B en el punto medio del alambre. 3. que será recobrada posteriormente con pequeños movimientos del contacto B. Construir tablas de acuerdo a la representada en la figura para los esquemas (a).Tome nota de las longitudes a y b..Disponga el equipo como se muestra en la figura. 2. lo mismo que Rv. Laboratorio física III Puente de Wheatstone . luego elegir un valor adecuado para Rv ta q la aguja del galvanómetro experimente la menor desviación posible a uno u otro lado de la posición de equilibrio.. sino también la resistencia de los conductores y contactos que solo pueden despreciarse en el caso de que la resistencia que presentan los puntos del contacto del alambre es aconsejable que el punto de contacto B este cercano al punto central del alambre. Los dos últimos pasos deben repetirse para cada valor de Rx que desee medirse.. 1 49.1 102.7 21.3 56.7 93.9 21.8 48.CALCULOS Y RESULTADOR 1.22 47 49.1 50.2 49.7 55.53 100 55.92 44 49.7 50.46 100 52.8 52.77 91 47.91 22 51.3 21.17 22 63.2 46.9 54.65 20 52.4 50.26 91 50.1 52.07 44 45.77 10 46 56 12.4 20 49.74 20 51.12 47 51.2 17.7 38.4 50.9 46.07 R23 R34 R45 R56 R67 R26 R XY R XY Laboratorio física III Puente de Wheatstone ..08 22 51.1 82.6 46.8 21.1 50.9 95.3 51.6 21.Determine el valor de cada una de las resistencias que se presentan según el esquema R Rv A(cm) B(cm) Rx R12 22 51.91 20 53.8 19.1 49.3 13.9 19.2 52.3 50.46 22 51. Laboratorio física III Puente de Wheatstone .En el esquema (b ).. Hallamos la resistencia total: Req =R23+ R34 + R45 + R56 Req =10+22+22+47 Req =101 Ω 3. determine la resistencia total (Rxy) y comprobar este resultado mediante un procedimiento analítico utilizando los valores calculados para el esquema ( a ).2.Determine la resistencia total para el esquema ( a ).. mayor fue el error en los cálculos realizados. CONCLUSIONES Se observó en las pruebas. sino que las corrientes excesivas pueden producir un cambio permanente en el valor de la resistencia. Podría haber cambios en la resistencia de las ramas del puente debido a efectos de calentamiento (al dejar mucho tiempo conectado el circuito la fuente) por la corriente a través de las resistencias. Podíamos obtener otras resistencias (equivalentes) mediante una configuración adecuada con ayuda de los cables brindados. Estos errores se pueden reducir mediante el uso del puente Kelvin. Laboratorio física III Puente de Wheatstone .IV. que mientras más nos alejábamos del punto medio del puente unifilar. Afecto en nuestras mediciones el estado del galvanómetro. Los errores debidos a la resistencia de los contactos y terminales exteriores al circuito puente intervienen en la medición de resistencias muy bajos. el aumento de temperatura no solo afecta la resistencia durante la medición.