PRACTICA DE LABORATORIO

PRACTICA DE LABORATORIO PUENTE DE WHEATSTONE

I.OBJETIVO:

Uso del puente de Wheatstone en la medicin de resistencias desconocidas.

II.EQUIPO:

-Una fuente de corriente continua (pilas)

-Un galvanmetro

-Un juego de resistencias desconocidas

-Alambres conectores y otros.

III.FUNDAMENTO TERICO:

El puente de wheatstone es un dispositivo utilizado para comparar una resistencia desconocida (Rx) y que se quiere averiguar, con otra resistencia conocida (Ro). El esquema del puente de wheatstone consta de un circuito que partiendo de una pila E (o fuente), Fig.01, se bifurca en el nudo A: una parte la componen las resistencias Rx y Ro conectadas en serie y la segunda generalmente es un conductor homogneo tirante AC.

En el punto B de la conexin de las resistencias Rx y Ro se conecta un borne del galvanmetro (G), el segundo borne se conecta a un cursor (D) que puede desplazarse a lo largo del conductor AC y de esta manera variar la relacin de las resistencias R1 y R2 de las partes AD y DC del conductor.

Supongamos que RX; R0; R1 y R2 son conocidas, y la resistencia alterna RE de la pila E, su fuerza electromotriz ( y la resistencia R3 de la parte BGD del circuito, que contiene el galvanmetro G.

La resistencia de los conductores que llevan la corriente desde la pila hasta los nudos que se muestra en el esquema, se desprecia. Si I es la intensidad de la corriente que va de la pila, e I1, I2, I3, I4 e I5 las intensidades de las corrientes de las partes AB, AD, BC, DC y BGD, respectivamente. Aplicando la primera ley de Kirchhof, obtenemos:

Nudo A:I - I1 - I2 = 0

Nudo B: I1 - I3 - I5 = 0

Nudo D:I5 + I2 - I4 = 0

Luego, se obtiene un segundo sistema de ecuaciones aplicando la segunda ley de Kirchhof en la mallas ABDA, BCDB y ACEA, recorriendo cada contorno en sentido de las agujas del reloj, tenemos:

Contorno ABDA:I1RX - I5R3 - I2R1 = 0

Contorno BCDB: I3RO - I4R2 - I5R3 = 0

Contorno ACEA:I2R1 + I4R2 + IRE = (De esta manera hemos obtenido 6 ecuaciones que dadas la f.e.m. ( y la resistencia RX; R0; R1, R2, R3 y RE nos permiten hallar los valores de las 6 intensidades I, I1, I2, I3, I4 e I5 como la intensidad I5 que fluye por el galvanmetro (G) es cero entonces de la 2da y 3ra ec, del sistema (1), obtenemos:

I1 = I3 , I2 = I4

(3)

Y de la 1era y 2da ec. Del sistema (2), da

I1RX = I2R1,I3RO = I4R2

(4)

De las ec. (3) y (4), obtenemos que

RX = R1

(5)

RO R2que puede escribirse tambin, como:

RX = R1 RO

(6)

R2

En un conductor homogneo, las resistencias de sus partes estan en razn directa con sus longitud. As, designando la longitud de la parte AD del conductor por I1 y de la parte DC I2, tenemos que:

R1 = I1

(7)

R2 I2Reemplazando la ecuacin de (7) en (6), tenemos

RX = I1 RO

(8)

I2Esta relacin es la que sirve de comparacin de la resistencia a medir RX con la resistencia RO para ello, el cursor D se desplaza de manera que por el galvanmetro deje de pasar la corriente, la relacin I1/I2 se determina con la regla graduada que esta colocada a lo largo del conductor AC.

IV.PROCEDIMIENTO:

4.1.Armar el circuito como se muestra en la figura 01, (proteger el galvanmetro colocando una resistencia en serie con este, luego de un aproximado al equilibrio, retirarlo).

4.2.Colocar el cursor D en el punto de medio del hilo.

4.3.Encender la fuente (o conectar la pila).

4.4.Equilibra el puente, para esto elegir un valor adecuado de RO tal que la aguja del galvanmetro experimente la menor desviacin posible a uno u otro lado de la posicin de equilibrio.

4.5.Apagar la fuente y medir las longitudes l1, l2, y RO.

4.6.Intercambiar la posicin RX y RO y repetir el paso 4.3 y 4.4.

4.7.Repetir los pasos anteriores para otras resistencias desconocidas serie y paralelo).

MedidaX(cm)(L-X)cmR2()R1()Valor medio

134661000520515.15

234.265.81000520519.76

133.566.51050540528.95

234661050540540.91

132.867.21100560536.9

233671100560541.79

131691300580584.06

230.769.31300580575.90

V.CUESTIONARIO:

5.1.Encuentre el valor de las cuatro resistencias desconocidas, con su respectivo error.

Para hallar la resistencia Rx usamos la siguiente frmula

R1 = R2(X/(L-X))

Aplicando la frmula a cada uno de los datos tenemos:

Rx1= 517.46(

Rx2= 534.93(Rx3= 539.35(Rx4= 579.98( Clculo de errores:

Error relativo:

(R - R)

E1 = 2.54

E2 = 5.07

E3 = 20.7 E4 = 0.02 Error Relativo: {(R - R)/R}

e1 = 0.00489

e2 = 0.00939

e3 = 0.03696 e4 = 0.000032. Por que no se conecta la batera directamente a los extremos del puente de hilo? Sol:

Si las resistencias del galvanmetro son iguales la variacin de la sensibilidad del puente es mnima , mientras que la medida que difieren las resistencias ( conocida ydesconocida ) aumenta la variacin de la sensibilidad del puente y aumenta el error en las mediciones .

1. RECOMENDACIONES IMPORTANTES :

3. Antes de iniciar las medidas , se protege el galvanmetro , utilizando una resistencia en serie , con este hasta que se obtenga un equilibrio aproximado , cuando la aguja del galvanmetro marque cero. Para el ajuste final , se retira la resistencia colocada en serie.

4. El hilo conductor que se utiliza se considera que tiene un dimetro uniforme , y que debe estar limpio para asegurar un buen contacto entre este y el cursor D. Para evitar que el dimetro vari , el cursor no se debe apretar demasiado contra el alambre para no daarlo.

VI.CONCLUSIONES:

En esta prctica hemos podido medir resistencias por medio del puente de hilo.VI.BIBLIOGRAFIA:

6.1.FISICA GENERAL Y EXPERIMENTALJos Goldemberg Edit.

Interamericana Mxico - 1972

6.2.CURSO DE FISICA GENERAL

S. Frish - A. Timoreva Edit. Mir

Urss - 1977

6.3.INTRODUCCIN A LA FISICA

M. Alonso - V., Acosta

Publicaciones cultural Colombiana.

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