PRACTICA Nº 6 PUENTE DE WHEATSONE Yate. P 1 , Rincon. M 2 , Vallejo. J 3
RESUMEN En la práctica del puente de Wheatsone se pretende comprobar la condición de equilibrio de un puente de wheatstone y determinar el valor de una resistencia por medio de uno de estos puentes. Para lo cual procederemos a construir el circuito indicado, con los materiales encontrados en el laboratorio para cumplir con los objetivos planteados. Posteriormente se podrá concluir si se cumple la condición de equilibrio y comparar los datos teóricos con los obtenidos experimentalmente, para así hallar el porcentaje de error de cada una de las medidas. OBJETIVOS
Comprobar Comp robar la la condición condici ón de equilibrio equilibri o de un un puente puente de Wheatstone. Determinar Determi nar el valor valor de una una resistencia resis tencia por medio de un puente puente de Wheatstone. MARCO TEÓRICO
El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas como de sus equivalentes en circuitos de corriente alterna en los que existen otros elementos elementos como bobinas bob inas o condensadores. Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I), pues de acuerdo con la ley de Ohm, R=V/I. Sin embargo, a menudo la resistencia de un conductor no se mantiene constante, y su medida precisa no es tan fácil. La sensibilidad del puente de Wheatstone depende de los elementos que 1
YATE Cuervo, Paola: 47151040
[email protected] [email protected],, estudiante de ingeniería - ingeniería industrial,
universidad de la Sal le 2 RINCON moreno, Melissa: 40161669
[email protected] [email protected] e estudia studia nte de i ngeniería ngeniería – ingeniería ingeniería civil , universidad de la Sal le 3 VALL VALLEJO EJO puentes puentes Jess ic a Dahia nn: 4115 1066 106 6 jv allej o66@unis alle.e alle.edu.co du.co estudiante de ingeniería ingeniería – ingeniería ingeniería ambiental ambiental , universi universi dad de la Sal le
lo componen, pero es fácil que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio.
Figura 1 puente de wheatstone Cuando por el galvanómetro G no pasa corriente, se dice que el puente esta en equilibrio, entonces V bc=0 y por lo tanto V b= Vc, de donde V ab=Vac y simultáneamente V bd=Vcd. De acuerdo con la ley de ohm se tiene que: Y
Como por G no pasa corriente, entonces transforma en:
O sea que:
La cual se denomina condición de equilibrio del puente.
y la ecuación se
PROCEDIMIENTO 1. Se construye un circuito como el indicado en la siguiente figura:
Se toman valores fijos para R3 y R4 del panel de resistencias. En seguida se enciende la fuente y se oprime el botón de la primera sensibilidad en el galvanómetro. Se observa que el galvanómetro se desplaza de su equilibrio, posteriormente se mueve el cursor que hace variar L 1 y L 2 de tal manera que la aguja del galvanómetro se acerque al cero; cuando este casi en cero, se pasa al botón de la segunda sensibilidad y nuevamente se hace que la aguja del galvanómetro se acerque al cero. Se repite esta operación ahora con el botón de máxima sensibilidad hasta obtener el equilibrio final, o sea que la corriente en G valga cero. Se mide L 1 y L 2 y con los valores R3 y R4 que se ha tomado, se comprueba que se cumple la condición de equilibrio del puente dada por la siguiente ecuación: L1 R4 = L 2 R 3
Si el equilibrio es obtenido en un extremo del alambre del puente, se procede a variar los valores de R3 y R4 hasta obtener el equilibrio en la parte central del alambre del puente.
Se repite toda la operación anterior cambiando los valores de R 3 y R4 y comprobando nuevamente la ecuación. 2. En lugar de R4 se coloca la resistencia que se va a medir. Se toma un valor cualquiera de R3 y se obtiene el equilibrio del puente. Se calcula el valor de la resistencia desconocida por medio de la siguiente ecuación:
RX = R3 3. Se repite el paso 2 con la misma resistencia (RX) pero para otro valor de R3. El valor experimental de RX será el promedio de los valores obtenidos. 4. Se repiten los pasos 2 y 3, midiendo las diferentes resistencias dadas para la práctica. ANÁLISIS CUANTITATIVO
Condición de equilibrio: L1 (cm)
L2 (cm)
R3 (Ω)
R4 (Ω)
L1 R4
L2 R3
84,7
15,3
2200
400
33880
33660
84,5
15,5
1200
2900
18599,2
18600
66,9
33.1
1000
490
3781
33100
Medida de resistencias: L1 (cm)
L2 (cm)
R3 (Ω)
68,2
31,8
1000
466,82
31,5
68,6
1400
3048,888
33,4
66,6
500
1000
(Ω)
Porcentaje de error
Primer Dato
RT: 0,469 K Ω
%E:
Segundo Dato
RT: 2,97 K Ω
%E:
469 Ω
2970 Ω
Tercer
dato
RT: 0,986 K Ω
986 Ω
%E:
ANÁLISIS CUALITATIVO En la práctica se observa que el puente de wheatsone, se puede convertir en lo que se denomina puente de hilo, en el cual las resistencias R 1 y R2 son simplemente las de un alambre recto, las cuales se convierten en L 1 y L2 que son las longitudes de los segmentos del alambre, correspondiente a cada una de las resistencias respectivamente. En la primera parte se logró comprobar la condición de equilibrio del puente, la cual planteaba que L1 R4 = L2 R3, ya que se tomaban valores en las resistencias y luego se desplazaba el cursor hasta que el galvanómetro marcara cero para así obtener las longitudes y el equilibrio del puente. Las longitudes del alambre poseían la misma tensión y esto hacia más sencillo hallar el equilibrio del puente. En la segunda parte se pudo hallar la resistencia desconocida mediante la ecuación planteada en la teoría, sabiendo el valor de las longitudes y el de una de
las resistencias, y que al obtener el valor de la resistencia desconocida, también se obtenía el equilibrio del puente, con estos datos se pudo hallar el porcentaje de error de las medidas, los cuales fueron muy bajos. Se observó en la práctica que se debía buscar el punto donde el galvanómetro marcará cero muy rápidamente, ya que si se dejaba por mucho tiempo, el almbre se calentaba, y eso hacía que variara la posición donde el puente se encontraba en equilibrio. Cuando el galvanómetro marca cero, se sabe que el potencial entre los puntos de contacto del galvanómetro es igual y que no hay circulación de la corriente.
CONCLUSIONES
