Generalidades de los puentes

Bsicamente un puente de medicin es una configuracin circuital que permite medir resistencias en forma indirecta, a travs de un detector de cero. Los puentes de corriente continua tienen el propsito de medir resistencias, de valores desconocidos, utilizando patrones que sirven para ajustar a cero (equilibrio del puente).

La configuracin puente consiste en tres mallas. Se disponen de cuatro resistencias, entre ellas la desconocida, de una fuente de corriente continua y su resistencia interna, y un galvanmetro. Se estudiar la influencia de la sensibilidad del galvanmetro y de la limitacin de la intensidad de corriente en los brazos del puente, as como la exactitud del puente con respecto al valor de la incgnita a medir.

El circuito utilizado en estos mtodos de medida es un cuadripolo con dos bornes de entrada y dos bornes de salida que recibe el nombre de puente. En los bornes de entrada se conecta la fuente de alimentacin y en los bornes de salida el instrumento medidor o indicador de cero, el cual ha de ser muy sensible. El circuito adems de la fuente y el indicador est constituido por cuatro impedancias conectadas como se muestra en la figura 1, constituyendo lo que se denomina un puente de dos brazos. En este puente se podr variar adecuadamente uno o ms parmetros del circuito y obtener un estado de equilibrio en el cual desaparece la diferencia de potencial entre los bornes a los cuales est conectado el dispositivo indicador de cero.

Puente de Wheatstone.

Elpuente Wheatstonees un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias.Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre s en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a travs de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanmetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia delos componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua.

El puente de Wheatstone se muestra en la figura 2 y est constituido por cuatro resistencias R1, R2, R3 y R4, de lascuales una de ellas es desconocida y su valor debe determinarse.

El puente de Wheatstone tiene cuatro ramas resistivas, una fuente de f.e.m (una batera) y un detector de cero (el galvanmetro). Para determinar la incgnita, el puente debe estar balanceado y ello se logra haciendo que el galvanmetro mida 0 V, de forma que no haya paso de corriente por l. Debido a esto se cumple que:

Al lograr el equilibrio, la corriente del galvanmetro es 0, entonces:

Donde Rx es R4 (de la fig. 1), combinando las ecuaciones (7.1), (7.2) y (7.3) se obtiene:

Resolviendo:

Expresando Rx en trminos de las resistencias restantes:

R3 se denomina Rama Patrn y R2 y R1 Ramas de Relacin.El puente de Wheatstone se emplea en mediciones de precisin de resistencias desde 1 hasta varios M Ohm.

PUENTE DE THOMPSON (KELVIN)

El puente Kelvin es una modificacin del puente Wheatstone y proporciona un incremento en la exactitud de las resistencias de valor por debajo de 1.Puente de hilo (Thompson)En la figura 3 se muestra el circuito de puente de hilo, representado por la resistencia Ry.Ry representa la resistencia del alambre de conexin de R3 a Rx. Si se conecta el galvanmetro en el punto m, Ry se suma a Rx, resultando una indicacin por arriba de Rx.Cuando se conecta en el punto n, Ry se suma a la rama de R3, ya que R3 indicar ms de lo real. Si el galvanmetro se conecta en el punto p, de tal forma que la razn de la resistencia de n a p y de m a p iguale la razn de los resistores R1 y R2.

Fig. 3

La ecuacin de equilibrio queda:

Sustituyendo la ecuacin (7.11) en la (7.12), se tiene

Operando queda

Como conclusin, la ecuacin (7.14) es la ecuacin de equilibrio para el puente Wheatstone y se ve que el efecto de la resistencia Ry se elimina conectando el galvanmetro en el punto p.