UNIVERSIDAD FERMÍN TORO VICERECTORADO ACADÉMICO FACULTAD DE INGENIERÍA
PRÁCTICA Nº 4 CIRCUITOS TIPO PUENTE PARA LA MEDICION DE ELEMENTOS INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS
FACULTAD: INGENIERÍA ESCUELA: INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES TELECOMUNICACIONES
PRACTICA N° 4 CIRCUITOS TIPO PUENTE PARA LA MEDICION DE ELEMENTOS INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS Objetivos: General: Evaluar circuitos para la medición de parámetros desconocidos en elementos pasivos
Específicos: Verificar la el funcionamiento del Puente de Maxwell, y, Puente de Hay.
Marco Teórico Desarrollar marco teórico correspondiente del Puente de Maxwell, y, Puente de Hay.
Puente de Maxwell: El puente Maxwell es un circuito electrónico parecido al puente de Wheatstone más básico, con solo resistencias. Este puente es utilizado para medir inductancia (con bajo factor Q). Siguiendo las referencias de la imagen, R1 y R4 son resistencias fijas y conocidas. R2 y C2 son variables y sus valores finales serán los que equilibren el puente y servirán para calcular la inductancia. R3 y L3 serán calculados según el valor de los otros componentes: = ( ( ∗ )/ )/ = ∗ ∗
Para evitar las dificultades al precisar el valor del condensador variable, este se puede sustituir por uno fijo y colocar en serie una o más resistencias r esistencias variables .
Puente de Hay. Es un circuito puente que generalmente se utiliza para la medida de inductancia en términos de capacitancia, resistencia y frecuencia. Se diferencia del puente Maxwell en que el condensador se dispone en serie con su resistencia r esistencia asociada. La configuración de este tipo de puente para medir inductores reales, cuyo modelo circuito consta de una inductancia en serie con una resistencia. La ecuación de balance para este puente es la siguiente:
Esta ecuación puede separarse en las siguientes: + / / = ∗ − / / =
Ahora bien, en el punto anterior indicamos que esta configuración la vamos a utilizar cuando el valor de Q sea elevado, ya que en caso contrario es conveniente emplear el puente de Maxwell. Como = /1, cuando Q>>l, podemos considerar que los denominadores tanto de Lx como de Rx son s on igual a 1, sin introducir en la medición del inductor un error mayor que el debido a la exactitud con la que se conoce el valor real de los otros elementos del puente. Con esta aproximación, las fórmulas para Lx y Rx son:
=
= ^ 〖 〗^
Listado de Parámetros:
Fuente de voltaje DC. Capacitor de 1000uF/15v. Resistencias de 1KΩ, 500Ω y 200Ω. Potenciómetro de 500Ω. Voltímetro DC.
Computador con Programa LIVEWIRE.
LABORATORIO Procedimiento 1.- Abra el simulador 2.- Abra el Editor. 3.- Seleccione en file New Desing para crear un nuevo archivo. 4.- Presione P en Device y seleccione opciones de componentes. 5.- Dibuje el circuito con los parámetros establecidos. 6.- Seleccione opciones de fuente. 7.- Dibuje la fuente en el circuito con los parámetros establecidos. 8.- Seleccione Datos de Resistencia y modifíquelos según los parámetros establecidos. 9. Monte los circuitos dados.
Simulaciones Adjuntar los gráficos de las siguientes simulaciones: Puente de Hay Procedimiento Calcule los parámetros desconocidos L y R1 para una frecuencia máxima de f= 1Khz. Monte el Puente Hay para esos valores calculados mediante las siguientes formulas: Monte el Puente de Hay para los valores indicados: i ndicados:
Puente de Maxwell Monte el Puente de Maxwell para los valores indicados:
Con R2=R3=R4=1K R1=1K
C=1000uF L=(() =1000H
Conclusiones y Recomendaciones Comprobamos el funcionamiento de cada puente, en ambos casos las mediciones de corriente dan cero, mostrando el equilibrio de los mismos y la exactitud de los datos calculados.
POST-LABORATORIO 1- ¿Tiene la señal de salida el comportamiento esperado al ser comparado con la teoría? Para ello compare las gráficas y valores de voltaje y frecuencia tanto de las simulaciones, con los valores experimentales del circuito. Si, para los simulados si se obtuvo lo esperado 2- ¿Qué diferencia encuentra en las señales al variar la frecuencia? fr ecuencia? Al variar la frecuencia la señal se expande o comprime en el tiempo 3.- ¿Para qué sirven estos circuitos? Para medir indirectamente inductores y resistores desconocidos 4¿Qué aplicaciones puede tener este tipo de circuitos en las comunicaciones?
Precisamente conocer resistores y bobinas desconocidas desconocidas como elementos elementos de radio frecuencia
