INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD GUZMAN

PRACTICA NO. 8 “MEDICIÓN DE ELEMENTOS ELÉCTRICOS PASÍVOS UTILIZANDO PUENTE DE WHEATSTONE Y PUENTE

UNIVERSAL”.

ASIGNATURA:

MEDICIONES ELECTRICAS

PROFESOR:

ING. ARMANDO GARCIA MENDOZA

INTEGRANTES DEL EQUIPO: José Antonio Cortes Ortega José Vicente Calvario Mancilla Xochiquetzatl Cortes Solares Chacmool Arellano Córdova Jonathan Israel Sánchez Arellano

ING. ELECTRONICA SEMESTRE: 2 GRUPO: B

PRÁCTICA # 8“MEDICIÓN DE ELEMENTOS ELÉCTRICOS PASÍVOS UTILIZANDO

PUENTE DE WHEATSTONE Y PUENTE UNIVERSAL”

OBJETIVOS DEL EXPERIMENTOCalcular y medir el valor de una resistencia por varios métodos:

Método indirecto utilizando el Voltímetro-Amperímetro. Método directo utilizando un Óhmetro. Método directo utilizando un Puente de Wheatstone

Calcular y medir el valor de resistencias, condensadores e inductancias empleando: Método Voltímetro-Amperímetro. Método utilizando el Puente Universal (RLC).

Aplicar métodos estadísticos en el proceso de medición para la determinación de los siguientes datos: valor promedio, desviación del valor promedio, valor promedio de las desviaciones, desviación estándar y magnitud probable del error.

INTRODUCCIÓNMedir es una de las actividades primordiales para el ingeniero, consiste en comparar cuantitativamente una magnitud de valor desconocido con una determinada unidad de medida previamente establecida; esta operación se efectúa mediante un experimento físico.La medición consiste o se define como el acto de comparar la magnitud de una determinada variable o fenómeno fijo con un patrón o estándar particularMEDIDAS DIRECTAS E INDIRECTASCuando se mide algo no es suficiente con leer el valor del aparato de medida, también tendrán que realizarse operaciones de cálculo.MEDIDA DIRECTASe obtiene el resultado de la medida directamente mediante la lectura del aparato utilizado sin recurrir a otros medios.Las medidas de precisión de valores de componentes se han hecho por años utilizando diferentes tipos de puentes. El más simple tiene el propósito de medir la resistencia y se llama puente de wheatstone. Hay una amplia variedad de puentes da CA para medir inductancia, capacitancia, admitancia, conductancia y cualquier parámetro de impedancia. Los puentes de propósito general no se pueden utilizar en cualquier medición. Algunas mediciones especializadas, como la impedancia a altas frecuencias, se pueden efectuar con un puente.

MARCO TEÓRICOUn puente de Wheatstone consiste básicamente en un circuito con el que a partir de tres resistencias conocidas se puede encontrar de una forma muy precisa el valor de una cuarta resistencia desconocida. Con la resistencia variable R2 se consiguen distintas situaciones estacionarias para el circuito entre ellas aquella en que la

diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia R1 sea igual a la correspondiente de Rx con lo cual se tiene que i1R1 = i2Rx

El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3 de donde....R1 / Rx = R2 / R3

En este caso la diferencia de potencial (la tensión) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios)Cuando Rx = R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperiosSi no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

PUENTE UNIVERSAL. Los valores medibles de resistencias son desde IOOΩ hasta IOMΩ. El puente universal es aplicable para la medición de resistencias (R), capacitancias (C), inductancias (L), factor de disipación (D), factor de calidad (Q), etc. La resistencia Rb es variable y sirve para balancear el puente; Ra y Rs se ajustan para que exista una caída igual a cero. La relación básica para encontrar el valor Rx es: Rx = (Ra / Rs) (Rb)

MATERIALES Y EQUIPO1. Multímetro Digital con terminales.1. Puente de Wheatstone y manual de usuario.1. Puente Universal (RLC) y manual de usuario.1. Tablilla de experimentos (Protoboard).5. Resistencias de valores diferentes menores a 1 00Ω, ½ W.1. Transformador de 120/12 V con derivación central.1. Resistencia de 1 kΩ , 2W.

1. Condensador electrolítico: 2000 UF, 50 V.1. Bobina (puede utilizar el bobinado primario de un transformador).

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLOObjetivo A. Calcular y medir y el valor de una resistencia por varios métodos:

- Método indirecto utilizando el Voltímetro-Amperímetro.- Método directo utilizando un Óhmetro.- Método directo utilizando un Puente de Wheatstone.

Método indirecto utilizando un Voltímetro-Amperímetro.1) Implemente en el protoboard el circuito de la figura 1: R1=1000Ω, 2W, Rx = resistencia de valor desconocido, Vfuente = 12 Vcd.

Figura 1

2) Antes de energizar su circuito, utilizando el Multímetro en la función de Óhmetro mida el valor de la resistencia y registre su valor real.

VALOR MEDIDO VALOR TEORICO956Ω 1000Ω

3) Energice su circuito. Con el Multímetro en la función de Amperímetro de CD., mida y registre la corriente directa circulando por el circuito, en caso de no conseguirlo, mida con el Multímetro en su función de Voltímetro de CD. y registre el voltaje en la resistencia de 100Ω.

VOLTAJE = 15.60 volts

4) Aplicando la Ley de Ohm, calcule la corriente circulando por el circuito, que debe ser igual a la medida en el Amperímetro.

IT = V/R= 15.60 volts/ 956Ω = 0.01631 mA

5) Mida y registre el voltaje en la resistencia desconocida. Aplique la Ley de Ohm y calcule el valor de la resistencia desconocida, utilizando para ello el voltaje y corriente en la misma (la corriente en la resistencia desconocida es la misma en la resistencia de 100 Ω por tratarse de un circuito serie).

RESISTENCIA DESCONOCIDAVX IX RX

0.72 volts 0.0151mA 47.68

RX= VX/ IX = .72 volts/ 0.0151 A

6) Repita el procedimiento anterior para cada una de las resistencias desconocidas en proceso de medición.

RESISTENCIA DESCONOCIDAVX IX RX

0.72 volts 0.0151 A 47.68 ΩVX IX RX

0.7 volts 0.0151 A 46.35 ΩVX IX RX

0.71 volts 0.0151 A 47.01 ΩVX IX RX

0.72 volts 0.0151 A 47.68 ΩVX IX RX

0.71 volts 0.0151 A 47.01 Ω

Método directo utilizando un Óhmetro.1) Mida con el Multímetro en la función de Óhmetro, la resistencia desconocida entre

sus terminales, asegúrese de no tocar la resistencia con sus manos para no causar un error en la medición, registre el valor obtenido.

RX1

47.68 Ω

2) Repita el procedimiento anterior para cada una de las resistencias desconocidas en proceso de medición.

RX1

47.68 ΩRX2

46.35 ΩRX3

47.01ΩRX4

47.68 ΩRX5

47.01 Ω

Método directo utilizando un Puente de Wheatstone

1) Energice el Puente de Wheatstone y espere 2 minutos antes de su utilización para lograr la estabilización de la fuente interna de corriente del mismo instrumento.

2) Coloque la resistencia desconocida en las terminales del Puente de Wheatstone diseñadas para tal propósito, (nota: el rango de medición del instrumento del laboratorio es de 0 a 100 Ω).

RESISTENCIA DESCONOCIDARx1 47 Ω

3) Siga el procedimiento establecido en el Manual de Usuario para la medición de resistencia, propio del Puente de Wheatstone utilizado en la práctica.

4) Repita el procedimiento de medición para cada una de sus resistencias desconocidas.

RESISTENCIA DESCONOCIDARx1 47 ΩRx2 46 ΩRx3 47 ΩRx4 47.5 ΩRx5 47 Ω

R1 R2 R3 R4 R5Voltaje (V) 0.72 v 0.7v 0.71v 0.72v 0.71v

Corriente (I) 15.1 mA 15.1 mA 15.1 mA 15.1 mA 15.1 mA

Puente (Wheatstone)

47 Ω 46 Ω 47 Ω 47.5 Ω 47 Ω

Óhmetro 47 Ω 46.1 Ω 47.1 Ω 47.5 Ω 47.2 Ω

Porcentaje de error

-1.44% 1.38% -0.02% -1.23% -0.42%

5) Retire la energía a su instrumento.

Objetivo B. Calcular y medir el valor de resistencias, condensadores e inductancias empleando el Puente Universal.

Medición indirecta del valor de elementos eléctricos pasivos utilizando una fuente de voltaje alterno.

Medición de resistencia.

1) Implemente en el protoboard el circuito de la figura

Figura 2.

2) Antes de aplicar energía eléctrica al circuito. Mida y registre con el Multímetro

en la función de Óhmetro el valor exacto de la resistencia R1 de 1 kΩ, 2W.

RESISTENCIA (R1)VALOR TEORICO VALOR REAL

1000Ω 979Ω

3) Aplique el voltaje de línea 120 Vca. a su circuito, por su seguridad tenga

cuidando de no provocar algún cortocircuito.

4) Mida y registre con el Multímetro en la función de Voltímetro de Vca, el voltaje

en la resistencia de 1 kΩ, 2W. Aplique la Ley de Ohm, calcule y registre la

corriente circulando por el circuito.

VOLTAJE = 6.52 voltsIT = V/R= 6.52 volts/ 979Ω = 6.65 mA

5) Mida y registre con el Multímetro en la función de Voltímetro de Vca, el voltaje

en la resistencia desconocida.

VOLTAJE = 0.32 volts

6) Con los datos del voltaje y la corriente circulando por la resistencia

desconocida (Rx), aplique la Ley de Óhm y calcule el valor de dicha

resistencia.

Rx = V/I= 0.32 volts/ 0.00665A = 48.12 Ω 7) Quite la energía a su circuito.

8) Sustituya su resistencia desconocida 1 y reemplácela por la siguiente en el

proceso de medición, aplique la secuencia anterior nuevamente.

RESISTENCIA DESCONOCIDAVX IX RX

0.32 volts 0.00665 A 48.12 ΩVX IX RX

0.314 volts 0.00662 A 47.43 ΩVX IX RX

0.320 volts 0.00653 A 49.00 ΩVX IX RX

0.324 volts 0.00689 A 47.02 ΩVX IX RX

0.311 volts 0.00664 A 46.83 Ω

Medición directa del valor de elementos eléctricos pasivos utilizando un Puente Universal (RLC):

Medición de resistencia.

1. Energice el instrumento de medición Puente Universal (RLC) y espere 2 minutos

antes de su utilización, para lograr la estabilización de las fuentes internas de

corriente del equipo en uso.

2. Coloque la resistencia de valor desconocido, del cual desea conocer su valor;

en las terminales del Puente Universal diseñadas para tal propósito.

3. Aplicando el procedimiento de medición establecido en el Manual de Usuario del equipo, determine los valores de los elementos eléctricos que desea conocer.

PUENTE UNIVERSAL (RLC)

RESISTENCIA Rx1 Rx2 Rx3 Rx4 Rx5

PUENTE 48.12 Ω 47.43 Ω 49.00 Ω 47.02 Ω 46.83 Ω

UNIVERSAL

a) Medición de capacitancia.Siga el procedimiento de medición establecido en el manual de usuario del

Puente Universal (RLC) para la medición de capacitancia.

b) Medición de inductancia.Siga el procedimiento de medición establecido en el manual de usuario

Puente Universal (RLC) para la medición de inductancia.

BIBLIOGRAFÍA1. Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Wolf Stanley &

Smith F. M. Richard. Ed. Prentice Hall.

2. Manual del fabricante de los instrumentos de medición.

ANEXOS

1) Elabore una tabla para cada uno de los elementos eléctricos medidos y determine los parámetros estadísticos definidos en el objetivo c, de la práctica. Para la determinación del error tome como valor real el obtenido de los Puentes de medición utilizados, en vista de que estos instrumentos tienen una exactitud del 0.1%.

Método R1 R2 R3 R4 R5

voltímetro

Amperímetro

48.12 Ω 47.43 Ω 49Ω 47.02 Ω 46.83 Ω

Puente de

Wheatstone

48.1 Ω 47.01 Ω 49.2 Ω 47 Ω 46.99 Ω

Puente

Universal

48.13 Ω 47.33 Ω 49Ω 47.01 Ω 47.01 Ω

Método C1 C2 C3 C4 C5

Voltmetro 2191uF 2257uF 2301uF 2021uF 2053uF

Ampermetro

Puente

Universal

2198uF 2243uF 2319uF 2002uF 2007uF

Método L2 L3 L4 L5

Voltmetro

Ampermetro

54.3mH 12.5mH 12mH 24.6 mH 20.3mH

Puente

Universal

54.26mH 12.11mH 12mH 25.1 mH 20.11mH

1. Dibuje la gráfica de Gantt correspondiente y señale los valores calculados

estadísticamente.

Evidencia:

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