IntroducciónEn la actualidad Cuando requerimos medir una resistencia eléctrica utilizamos muycómodamente un aparato llamad...
Medición de resistencia con amperímetro y voltímetroCuando utilizamos la configuración mostrada en la Figura 1 para medir ...
El puente de WheatstoneUn puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por Samuel Hunter Christiee...
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2.- De los valores de las resistencias de precisión R1 y R3. Cuanto menores sean los valoresnominales de dichas resistenci...
Construcción de un puente de WheatstoneEquipamiento básico recomendado: Resistencias de carbón de 10 kΩ. Un potenciómetro ...
ConclusiónUn puente de wheatstone puede ser una gran herramienta de laboratorio ya que mediante estemismo principio se pue...
Referenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstonehttp://labs123.galeon.com/Guia9labfis2.pdfhttp://www.cecyt7.ip...
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  1. 1. IntroducciónEn la actualidad Cuando requerimos medir una resistencia eléctrica utilizamos muycómodamente un aparato llamado Ohmímetro, el que comúnmente se conoce como Óhmetro;y simplemente se conecta en paralelo con la resistencia a medir y el aparato despliega en formaanalógica o digital el valor de la resistencia.Sin embargo, en la antigüedad, la necesidad de conocer el valor de la resistencia de distintosobjetos, provoco la búsqueda de técnicas de medición. Como cualquier otra cantidad físicadesconocida, que se puede medir y comparar con respecto a una cantidad ya conocida; SamuelHunter Christie y Sir Charles Wheatstone, dos de los tantos científicos que desarrollarontrabajos de investigación con los fenómenos eléctricos, desarrollaron un circuito eléctrico capazde medir resistencias desconocidas mediante el uso de resistencias ya conocidas, y queactualmente se le llama puente de Wheatstone.
  2. 2. Medición de resistencia con amperímetro y voltímetroCuando utilizamos la configuración mostrada en la Figura 1 para medir una resistenciadesconocida, el amperímetro indica la corriente que circula por Rx, pero el voltímetro indica ladiferencia de potencial en Rx más la existente entre los extremos del amperímetro (la cualdepende de su resistencia interna).Sin embargo, cuando utilizamos el circuito presentado en la Figura 2, el voltímetro indica ladiferencia de potencial entre los extremos de Rx, pero el amperímetro marca la corriente quecircula por Rx más la que circula por el voltímetro (la cual depende del valor de su resistenciainterna).Por lo tanto ambos métodos tienen limitaciones intrínsecas en lo que respecta a la exactitudque puede obtenerse al realizar la medición. Si queremos una exactitud mayor que las que nospueden ofrecer dichos métodos, es necesario que utilicemos otros, basados en la detección decero, en lugar de hacerlo en la deflexión de un instrumento. Uno de los procedimientos másutilizados para medir resistencias con gran exactitud es el puente de Wheatstone.
  3. 3. El puente de WheatstoneUn puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por Samuel Hunter Christieen 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistenciasdesconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatroresistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.El puente de wheatstone utiliza el denominado métodos de cero, o también, puentes de medida, queson los de máxima precisión y, por lo tanto, los más empleados en laboratorios de medida y cuando serequiere una elevada exactitud. En estos procedimientos, se determina el valor de la magnitud buscadamediante la comparación de la misma con los valores de patrones regulables de resistencias,reactancias, etc. La comparación resultará válida cuando el aparato indicador (generalmente ungalvanómetro) indique cero (corriente nula) en una determinada rama del circuito de medida. Losvalores obtenidos con estos procedimientos no están afectados por los errores ni por la calibración delaparato indicador. La exactitud depende, exclusivamente, de la sensibilidad del galvanómetro o decualquier otro aparato indicador que se utilice. La exactitud de la medida también es independiente delvalor de la tensión utilizada para la medidaLa Figura muestra la disposición eléctrica del circuito.En la Figura vemos que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistenciasde valores conocidos, además la resistencia R2 es ajustable. Si la relación de las dos resistencias delbrazo conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre losdos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente alguna entre esos dos puntos C y B.Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. Ladetección de corriente nula se puede hacer con gran precisión mediante el galvanómetro V.La dirección de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. Elvalor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no afecta a la medida.
  4. 4. Cuando el puente esta construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condición deequilibrio (corriente nula por el galvanómetro).Asimismo, en condición de equilibrio siempre se cumple que:Desarrollo de la ecuaciónLa topología del Puente de Wheatstone es la mostrada en la Figura.Las resistencias R1 y R3 son resistencias de precisión, R2 es una resistencia variable calibrada,Rx es la resistencia bajo medición y G es un galvanómetro de gran sensibilidad. Si variamos R2hasta que el galvanómetro indique cero corrientes, se cumplirá que:Donde:
  5. 5. Por lo tanto:De aquí podemos deducir:Por lo tanto:El máximo valor que se puede medir en le circuito viene dado por esta ecuación con laresistencia variable en su máximo ohmiajeFactores de los que depende la exactitud del puente.La exactitud y precisión con la que determinemos el valor de Rx de una resistencia con unpuente de Wheatstone dependen de los siguientes factores:1.- De la exactitud y precisión de las otras tres resistencias que constituyen el puente. Si Rx estádada por la expresión:El error relativo de Rx en función de los errores relativos de las resistencias está dado por laexpresión:
  6. 6. 2.- De los valores de las resistencias de precisión R1 y R3. Cuanto menores sean los valoresnominales de dichas resistencias, mayores serán las corrientes en el circuito, y será más simpledetectar variaciones de las mismas.3.- Del valor de la fuente E. Cuanto mayor sea dicho valor, mayores serán las corrientes en elcircuito, por lo que será más simple detectar variaciones en sus valores. Debido a lascondiciones impuestas sobre la batería y las resistencias, se tienen que realizar los diseñostomando en cuenta las limitaciones de potencia de estas últimas.4.- De la sensibilidad del galvanómetro. Cuanto mayor sea dicha sensibilidad se podrá apreciarmejor la corriente ig, y por lo tanto se podrán ajustar las resistencias con más precisión paraque la corriente sea cero.Sensibilidad del puente de wheatstone.La sensibilidad del puente de Wheatstone se define como el número de divisiones que deflectael galvanómetro cuando se produce una variación en la resistencia incógnita (Rx) o en laresistencia de ajuste (R2). La sensibilidad del puente viene dada por:Variantes del puente de WheatstoneVariantes del puente de Wheatstone se pueden utilizar para la medida de impedancias,capacitancias e inductanciasLa disposición en puente también es ampliamente utilizada en instrumentación electrónica.Para ello, se sustituyen una o más resistencias por sensores, que al variar su resistencia danlugar a una salida proporcional a la variación. A la salida del puente (en la Figura 1, donde estáel galvanómetro) suele colocarse un amplificador.
  7. 7. Construcción de un puente de WheatstoneEquipamiento básico recomendado: Resistencias de carbón de 10 kΩ. Un potenciómetro de 10kΩ. Una fuente de tensión continua o batería. Un milivoltímetro.Construya un puente de Wheatstone usando cuatro resistencias de aproximadamente 10 kΩ,con una de ellas (R1) variable. Elija una resistencia limitadora r, de modo que las corrientes enlas distintas ramas del puente no excedan las corrientes máximas permitidas en las resistenciasque lo forman. Para este experimento es aconsejable usar para R1 un potenciómetro o caja deresistencia; en particular, se puede usar un potenciómetro que tenga un contador de vueltas oun dial que indique la posición de su punto medio, o bien una caja de resistencias que permitacambiar su valor de modo controlable.Sugerencias de trabajo:_ Si la resistencia R1 no está calibrada, usando un óhmetro, calibre el dial dela resistencia R1,de modo de poder conocer en lo sucesivo el valor de esta resistencia por medio de la lecturadel dial.
  8. 8. ConclusiónUn puente de wheatstone puede ser una gran herramienta de laboratorio ya que mediante estemismo principio se puede construir variantes de gran precisión para medir inductancias,capacitancia e impedancias. Su facilidad de diseño hace posible que cualquier persona conconocimientos básicos de electrotecnia pueda construir uno para su uso exclusivo.La electricidad y el magnetismo como ramas de la física, son ciencias ricas en fenómenosfácilmente apreciables, no sólo por métodos indirectos y cálculos, sino también mediante laobservación de sucesos y cambios que estos provocan a los objetos y al ambiente.
  9. 9. Referenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstonehttp://labs123.galeon.com/Guia9labfis2.pdfhttp://www.cecyt7.ipn.mx/recursos/polilibros/Fisica%203/214-_puente_de_wheatstone.htmlhttp://www.mitecnologico.com/Main/PuentesDeWheatstonehttp://www.uco.es/investiga/grupos/giie/cirweb/practicas/electrotecnia/etprat-4.pdfhttp://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Lab_Circ_Electronicos_Guia_Teorica/Cap9.pdfhttp://www.youtube.com/watch?v=CI2OblejVNA

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