fisica ii puente wheatstone finalizado labo 7

7/25/2019 Fisica II Puente Wheatstone Finalizado Labo 7

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

ELECTRONICA

PUENTE WHEATSTONE

I. OBJETIVOS. Calcular y clasificar los errores en las mediciones realizadas con estos

instrumentos. Familiarizar al estudiante en el manejo y utilizacion de los instrumentos

de medicin, equipos y dispositivos elctricos. Determinar la sensibilidad de cada instrumento de medicion.

Estudiar el dispositivo denominado Puente de !eatstone para medir el

valor de resistencias elctricas.

Determinar los valores de resistencias desconocidas, utilizando el

Puente de !eatstone.

Estudiar la versatilidad del circuito puente.

II. EXPERIMENTOA. MODELO FISICO.

El puente de !eatstone es un circuito dise"ado para encontrar laresistencia #o en $eneral la impedancia% de un componente sabiendo lade otros tres componentes El puente !eatstone es un circuitoinicialmente descrito en &'(( por )amuel *unter C!ristie #&+'-&'/%.0o obstante, fue el )r. C!arles !eatestone quien le dio muc!os usoscuando lo descubri en &'(.Como resultado este circuito lleva su nombre. Es el circuito mas

sensitivo que e1iste para medir una resistenciaEl puente!eatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir elvalor de componentes pasivos como las resistencias #como ya se !ab2adic!o%.El circuito es el si$uiente3 #puede conectarse acualquier voltajeen corriente directa, recomendable no m4s de &5voltios%. Cuando el puente se encuentra en equilibrio3 6& 7 65 y 61 76( de donde3 6& 8 61 7 65 8 6(En este caso la diferencia de potencial #la tensin% es de cero 9:9 voltiosentre los puntos ; y obteniendose
http://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asphttp://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corrientecontinua.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corrientecontinua.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asphttp://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asphttp://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corrientecontinua.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asphttp://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asp


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ELECTRONICA

salidas variables de voltaje#CC%, y se pueden seleccionaradecuadamente para usarse en los circuitos.)imbolo en el circuito3

EL VOLTIMETRO.Es un instrumento utilizado para medir diferencias de potencial.


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ELECTRONICA

?as resistencias confranjas de colores que indican el valor de la resistencia de acuerdo conel @cdi$o de colores para resistenciasA, como se muestra en la tabla0B&, soportan una potencia m41ima permisible #&,&85, etc% que sedisipa por efecto oule, elev4ndose li$eramente la temperatura sin que

se deteriore el elemento y podemos observar en la Fi$./.

Primer color3, se$undo color3, tercer color3 G, cuarto color3 H.

El valor de una resistencia est4 relacionada con las franjas de coloresmediante la ecuacin3

R=(XY 10Z

T)

Donde e son cifras si$nificativas y no un producto.H es la toleranciade la resistencia.

, , G y H son bandas de colores cuyas equivalencias estan dadas enla si$uiente tabla3

CIDJKL DE CL?L6E)

;demas, la tercera banda #G% puede ser de color3

"


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ELECTRONICA

dorado1

pleatado 2

?a cuarta banda #H% puede ser3

dorado5

plateado 10

sinbanda 20

EL REOSTATO.Consiste de un alambre enrrollado sobre un material aislante y de uncursor movible que puede contactar en puntos diferentes del alambre,funcionalmente puede actuar como potencimetro.)u simbolo es3

EL GALVANOMETRO.Es un instrumento que sirve para medir peque"as intensidades decorriente elctrica. Consiste de una bobina enrrollada en un cilindro de

!ierro, todo esta ubicado entre dos polos ma$neticos. ;l pasar corrienteelectrica por la bobina se ori$ina un torque que produce un $iro en unan$ulo que es proporcional a la intensidad de corriente.)u simbolo es3

#


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ELECTRONICA

EL MULTITESTER.Es un instrumento de $ran importanciaelectronica ya que es necesario realizar mediciones de ma$nitudesdiversas, lo cual supone disponer de instrumentos variados. Esteinstrumento es llamado polimetro, multimetro o multitester. Pueden serdi$itales que tienen una pantalla y da el resultado, o analo$icos que

tiene tablero y la a$uja indicadora, debe calibrarse. ;mbos tienenpuntas terminales postivia y ne$ativa.

B. DISEO.

$


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ELECTRONICA

C. EQUIPOS Y MATERIALES.

Fuente e !"#$ent!%#&n.

Re&'t!t('.

Un )("t*$et+(.

%


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ELECTRONICA

Un !$,e+*$et+(.

Re'#'ten%#!'.

Un $u"t*$et+(.

&


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ELECTRONICA

C!-"e' %(nu%t(+e'.

D. VARIABLES INDEPENDIENTES.

Mna de las variables independientes fue la resistencia que !emos puesto en elcircuito ya que esta se mantuvo fija y no !ubo cambios si$nificativos y adem4sestas variables son las que influyen en las variables dependientes. Hambin fueel voltaje ya que se mantuvo fijo.

E. VARIABLES DEPENDIENTES.

En este caso las variables dependientes son las resistencias variables y el

amper2metro que actNa como un $alvanmetro

F. RANGO DE TRABAJO. Fuente de alimentacin3 el ran$o de trabajo usado en el laboratorio es de :-

&./ =. 6esistencia3 el ran$o de trabajo de la resistencia usadas fue de :- (:

o!mios y de :- /: o!mios. En este caso el amper2metro va a actuar como un $alvanmetro ya que no

se cuenta en la facultad, este caso tiene sus pros y sus contras> ya que es

dif2cil que se queme pero debe de ser cambiado de polaridad variasveces.su ran$o es de :, m; O ;

'


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ELECTRONICA

Hambin !emos usado un mult2metro donde !ay diferentes ran$os ya

conocidos.

El ran$o de trabajo del volt2metro que !emos usado en el laboratorio fue de:m=-=. *emos usado diferentes resistencias con mNltiples ran$os se"alados en el

cuadro de colores !ec!os en laboratorio.

G. PROCEDIMIENTO.

P!+te / P+e,!+!%#&n e" e0,e+#$ent(/

& Comprobar que la a$uja de los instrumentos se ajusten al cero de la escala> de

no estarlo, realizar la correccin del caso dando vuelta al tornillo de ajuste decero. Lbservar este detalle antes de realizar una medicin.5 ;rmar el circuito mostrado en la fi$ura nB&, utilizando en primer lu$ar la

resistencia s y la fuente de voltaje apro1imadamente &./ o 5 = de salida.Conectar el amper2metro, volt2metro y la fuente de voltaje.

P!+te 1/ E2e%u%#&n.

& En esta parte lo que debemos !acer es leer los valores que indican elamper2metro y el volt2metro, utilizando los selectores de escala m4s altos en

que es posible realizar estas mediciones. ?ue$o, para la misma y fuente devoltaje, cambia los selectores de escala o ran$os cada vez menores # tenercuidado en que los valores en medicin no se sobrepasen la escala m41ima% yleer los correspondientes valores de la corriente y voltaje.

5 Cambiar la resistencia utilizando y el selector de voltaje de la fuente enapro1imadamente &./ o 5 = de salida, para el mismo circuito.

( 6epetir el paso & de ejecucin, apuntando estos datos en la tabla.

a% ediciones Directas

R R1 R3 R0 R4Me#! #+e%t!5

&'./ QQ.' //: &:&.Q/ &::.&

(


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ELECTRONICA

(5.& 5&. ': &::.' &::.:'

:./ (5.5 '&& &::.+ &::.(

(.( ('' 'QQ &:&./ &::.&/.+ /Q QQ: Q'. &::.5

H. CUESTIONARIO/. Dete+$#ne e" )!"(+ e %!! un! e "!' +e'#'ten%#!' 6ue 'e ,+e'ent!n

'e78n "! 9#7u+! .

De la fi$ura &, obtenemos las si$uientes ecuaciones3

V=R1I1+R

2I

2=RxIx+R3I3

Ig=I1I2=I3Ix

Entonces3

R1=

VR2I2

I1=

VR2I

2

I2+Ig

Rx=VR

3I

3

Ix=

VR3I

3

I3Ig

?os valores de 65y 6(son esco$idos a voluntad del estudiante.

1. Dete+$#ne "! +e'#'ten%#! t(t!" ,!+! "! 9#7u+! 'u,(n#en( 6ue I7 e' #9e+ente

e %e+(.

De la fi$ura &, obtenemos las si$uientes ecuaciones3

V=R1I1+R

2I

2=RxIx+R3I3

Io=I2+I3=I1+Ix

Entonces3

2V=R1I

1+R

2I

2+RxIx+R3I3

)


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ELECTRONICA

2Io=I2+I3+I1+Ix

Hambin podemos observar de la fi$ura &, V=IoReq

Req=V

Io=2V

2Io=

R1I

1+R

2I2+R

3I

3+RxIx

I1+I2+I3+Ix

3. En "! 9#7u+! : 'u,(n#en( 6ue I7 e' #9e+ente e %e+(: ;!""!+ "!' %(++#ente',(+ %!! un! e "!' +e'#'ten%#!' ut#"#


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ELECTRONICA

1 2 3 1 2 311

1 2 3 222

2 1 133

[( )( ) ( ) ]

[ ( ) ]

[ ( ) ]

X X g

S S

g g

S S

X g g

S S

V R R R R R R R R RI

V R R R R R RI

V R R R R R RI

+ + + + + += =

+ + += =

+ + += =

*allando las corrientes en cada una de las resistencias3

Para 6&3

1

2 3 3

1 2

[ ( ) ]X g gR

s

V R R R R R RI I I

+ + += =

Para 613

1 2 3 2

2

[ ( ) ]

x

g g

R

s

V R R R R R RI I

+ + += =

Para 653

2

3 1 3

1 3

[ ( ) ( )]g x gR

s

V R R R R R RI I I

+ + += =

Para 6(3

3

2 1 1

3

[ ( ) ]X g g

R

s

V R R R R R RI I

+ + += =

Para 6$3

2 1 33 2

[ ]g

XR

s

V R R R RI I I

= =

?. En e" %!'( e "! 9#7u+! 1: #'e@!+ un %#+%u#t( ! 9#n e (-tene+ "! +e'#'ten%#!e" ;#"( Un#9#"#!+.

!


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ELECTRONICA

516 10 .x m

=

Us ando *n l+,i-

co.o cable *ni/lar de $ c. de lon0it*d 1 sabiendo 2*e la resistividad del

0ra/to es de

20(15 1) 25 1

300 20 1 25 1

300 45 1

1 6, 67

2 15 6, 67 8, 33

L L

L L

L

L cm

L cm

=

=

=

=

= =

)abiendo esto podemos saber la resistencia de ?&y ?5, y tambin la resistencia delcable unifilar.

5 2

1 6

5 2

2 6

1 2

1 16 10 6, 67 106,063

1,76 10

2 16 10 8, 33 107,57

1,76 10

13,63

L

L

L L L

L x x xR

A x

L x x xR

A x

R R R

= = =

= = =

= + =

. C!"%u"!+ e" e++(+ e "! +e'#'ten%#! ;!""!!: %($,!+e %(n "! +e'#'ten%#! $e#!#+e%t!$ente.

13,3 13, 63

13,63 13,3 0,33

real teorico

teorico real

R R

R R

= =

= =

2,42% 0,33 Entonces el error es de o de

"


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ELECTRONICA

. Enu$e+e "!' !,"#%!%#(ne' e" ,uente e W;e!t't(ne

ediante termistores 0HC se utilizan en una $ran variedad de aplicaciones3

sensor de temperatura #termmetro%, medidor de la velocidad de fluidos,estabilizacin de tensiones, etc.

En el desarrollo de $al$as e1tensomtricas utilizadas para comprobar el

asentamiento de construcciones de !ormi$n. Este tipo de $al$as son unsensor basado en el efecto piezorresistivo. Mn esfuerzo que deforma a la $al$aproducir4 una variacin en su resistencia elctrica. Esta variacin deresistencia llevar4 consi$o una variacin de voltaje que mediremos mediante elpuente de !eatstone.

En la tele3on4a tiene 0ran a,licaci5n en ver si 6a1 ,roble.as en la

trans.isi5n de in3or.aci5n a 0randes distancias de la estaci5n7

III. CONCLUSIONES.

)obre todo lo que m4s debemos resaltar en nuestra e1periencia comoconclusin es prestarle muc!a atencin a las precauciones al momento detrabajar en el laboratorio ya que estamos e1puestos a los accidentes.

E1isten formas diferentes de cone1in entre un amper2metro y un volt2metroque debemos tomar conocimiento, adem4s las escalas en cada instrumentonos brinda una mayor precisin al tomar una medida.

Es muy importante conocer el funcionamiento y uso de instrumentos de

medicin elctrico ya que nos servir4n para corre$ir, rectificar y mantenercircuitos elctricos que construiremos m4s adelante.

Es importante conocer de qu forma vamos a usar los instrumentos como elmult2metro, pues si le damos un uso indebido, podemos da"ar dic!o

instrumento, es m4s podr2amos poner en ries$o nuestras vidas a c!oqueselctricos u obtener c4lculos ine1actos.

IV. BIBLIOGRAFIA/ F2sica, volumen 5, )eray, Editorial cKra *ill. !ttp388.mono$rafias.com8trabajos/Q8car$as-electricas8car$as-

electricas.s!tml !ttp388.educare1.es8pub8cont8com8::&Q8documentos8pruebas-

acceso8contenidos8moduloRJ=8cienciasRdeRlaRnaturaleza8nat:/.pdf F2sica Conceptual, Paul *eitt, 0ovena Edicin, Editorial Pearson.

F2sica, erry ilson, )e$unda edicin, Editorial Pearson

#
http://www.monografias.com/trabajos59/cargas-electricas/cargas-electricas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos59/cargas-electricas/cargas-electricas.shtmlhttp://www.educarex.es/pub/cont/com/0019/documentos/pruebas-acceso/contenidos/modulo_IV/ciencias_de_la_naturaleza/4nat05.pdfhttp://www.educarex.es/pub/cont/com/0019/documentos/pruebas-acceso/contenidos/modulo_IV/ciencias_de_la_naturaleza/4nat05.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos59/cargas-electricas/cargas-electricas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos59/cargas-electricas/cargas-electricas.shtmlhttp://www.educarex.es/pub/cont/com/0019/documentos/pruebas-acceso/contenidos/modulo_IV/ciencias_de_la_naturaleza/4nat05.pdfhttp://www.educarex.es/pub/cont/com/0019/documentos/pruebas-acceso/contenidos/modulo_IV/ciencias_de_la_naturaleza/4nat05.pdf

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