Informe Puente Wheastone

FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD TÉCNICAFDE AMBATO .I.S.E.I

FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: ABRIL/2015 – AGOSTO/2015

FORMATO DE TRABAO FINAL I.

PORTADA

!P"#$%&'# A&()*+&#T'#:

Práctica puente Wheatstone.

C(""%"(:

Electrónica y Comunicaciones.

"%( A&()*+&(:

Física y Electrónica

L%( )% I3%4'(&6: I3%4'(&6: C&# (&()*+&# $ P("(%#: A+#4 7("'&7('%4: 7("'&7('%4: M6)# $ D#&%'%:

Tercer Tercero o “B” “B” uinteros !arla

Moya Carlos.

Me"i"as Electicas #n$. %yala Paulina

AMBATO8ECUADOR

II. 1. 2.

Sistemas Electrónicos.

INFORME DEL PRO9ECTO PP 99

Me"i"as El&ctricas




2.1

T'#

#mplementación práctica "el “Puente Wheatstone” 2.2

O;%'3#4

O;%'3# %%"(:

El o'(eti)o "e la presente práctica es la reali*ación y "emostración "el conoci"o “Puente Wheatstone”+ con el cual se po"rá e)i"enciar su ,unci ,unciona onamie miento nto "e una maner manera a teóric teórica a y prácti prácticaca- aplic aplican" an"o o los conocimientos a"uiri"os con anteriori"a". O;%'3#4 %47%&<:

-

Conocer más a "etalle la utili*ación y ,uncionamiento "e un puente Wheatstone.

-

/eali*ar y "emostrar la utili*ación y ,uncionamiento "e un puente Wheatstone "e manera práctica y real.

-

/eali*ar cálculos y "emostrar la )eraci"a" "e la in,ormación o'teni"a "e manera matemática- con los "atos me"i"os en el circuito.

2.=

R%4+%

En el presente proyecto práctico se proce"erá a ensam'lar un puente "e Whea heatsto tstone ne per pero )aria rian"o n"o los los "i, "i,ere erente ntes )alor lores "e las las resistencias para po"er e)i"enciar y calcular si se cumple o no la con"ición "el mismo+ para auello se proce"erá a utili*ar "istintos elementos electrónicos ue permitan cumplir con "ichos o'(eti)oslo$ran"o e)i"enciar el ,uncionamiento "el proyecto. 2.>

P(("(4 &(3%:

Practica Circuito Electrónico Puente Wheatstone

2.5

I'"#)&&6

Me"i"as El&ctricas




En el estu estu"i "io o "e la elec electr trón ónic ica a se encu encuen entr tran an una una in0n in0ni" i"a" a" "e elementos- los cuales reali*an "i,erentes ,unciones "e una manera 1nic 1nica+ a+ per pero al (unt (unta ar )ari )arios os "e ellos llos en un cir circuit cuitoo- se pue" pue"e e e)i"e e)i"enci nciar ar ue real reali*a i*an n "i,er "i,erent entes es ,unci ,uncione ones. s. 2e 2epen pen"ie "ien"o n"o "e su composición y "istri'ución- los "istintos elementos pue"en cumplir con "i,erentes o'(eti)os- como es el caso "el puente Wheatstone+ cumple cumple con cierta ciertass espec especi0c i0caci acione oness "e acuer acuer"o "o a los "i,er "i,erent entes es )alores ue se le asi$ne a las resistencias ue con,orman el mismo. 3n puen puente te "e Wheat heatst ston one e se util utili* i*a a para para me"i me"irr resis esiste tenc ncia iass "esconoci"as me"iante el euili'rio "e los 'ra*os "el puente. Estos están están consti constitui tui"os "os por cuatr cuatro o resis resisten tencia ciass ue ,orma ,orman n un circui circuito to cerra"o- sien"o una "e ellas la resistencia "e 'a(as me"i"as. 2.?

M('%"(%4 $ M%'#)##(

M('%"(%4 • • • • • • •

Multímetro /esistencias "e )arios )alores Potenciómetro "e )arios )alores 4arias ,uentes "e )olta(e Conectores Conectores o ca'les Proto'oar" So,t5are “Proteus”

M("&# '%6"&# RESISTENCIAS

Se le "enomina resistencia el&ctrica a la i$ual"a" "e oposición ue tienen los electrones al mo)erse a tra)&s "e un con"uctor. 6a uni"a" "e resis esiste tenc ncia ia en el Sist Sistem ema a #nte #ntern rnac acio iona nall es el ohmi ohmioo- ue ue se representa con la letra $rie$a ome$a 789- en honor al ,ísico alemán :eor$ ;hm- uien "escu'rió el principio ue ahora lle)a su nom're. <=> 3na resistencia tam'i&n llama"o resistor es un elemento ue causa oposición al paso "e la corriente- causan"o ue en sus terminales apare*ca una "i,erencia "e tensión 7un )olta(e9. 6as 6as resis esiste tenc ncia iass o resis esisto torres son son ,a'r ,a'ric ica" a"as as principalmente "e car'ón y se presentan en una amplia )arie"a" "e )alores. ?ay resistencias con )alores "e ;hmios 7@9- !ilohmios 7!@9Me$aohmios 7M@9.

Me"i"as El&ctricas




6os resistores son ,a'rica"os en una $ran )arie"a" "e ,ormas y tamaos. En las más $ran"es- el )alor "el resistor se imprime "irectamente en el cuerpo "el mismo- pero en los más peueos no es posi'le. Para po"er o'tener con ,acili"a" el )alor "e la resistencia  resistor se utili*a el có"i$o "e colores So're estos resistores se pintan unas 'an"as "e colores. Ca"a color representa un n1mero ue se utili*a para o'tener el )alor 0nal "el resistor. •

•

•

6as "os primeras 'an"as in"ican las "os primeras ci,ras "el )alor "el resistor. 6a tercera 'an"a in"ica cuantos ceros hay ue aumentarle al )alor anterior para o'tener el )alor 0nal "el resistor. 6a cuarta 'an"a nos in"ica la tolerancia y si hay uinta 'an"a&sta nos in"ica su con0a'ili"a"

6os colores "e las 'an"as "e los resistores no in"ican la potencia ue pue"e "isipar- pero el tamao ue tiene el resistor "a una i"ea "e la "isipación máDima ue pue"e tener. 6os resistores comerciales "isipan = 5att- =A 5att- = 5att- A 5attsetc. % mayor tamao "el resistor- más "isipación "e potencia 7calor9. <> RESISTENCIAS VARIABLES

Me"i"as El&ctricas




6a resistencia )aria'le es un "ispositi)o ue tiene un contacto mó)il ue se mue)e a lo lar$o "e la super0cie "e una resistencia "e )alor total constante. Este contacto mó)il se llama cursor o Gecha y "i)i"e la resistencia en "os resistencias cuyos )alores son menores y cuya suma ten"rá siempre el )alor "e la resistencia total. <> 6as resistencias )aria'les se "i)i"en en "os cate$oríasH POTENCIOMETRO 3n potenciómetro es un componente electrónico similar a los resistores pero cuyo )alor "e resistencia en )e* "e ser 0(o es )aria'le- permitien"o controlar la intensi"a" "e corriente a lo lar$o "e un circuito conectán"olo en paralelo o la caí"a "e tensión al conectarlo en serie. 3n potenciómetro está compuesto por una resistencia "e )alor total constante a lo lar$o "e la cual se mue)e un cursor- ue es un contacto mó)il ue "i)i"e la resistencia total en "os resistencias "e )alor )aria'le y cuya suma es la resistencia total- por lo ue al mo)er el cursor una aumenta y la otra "isminuye. % la hora "e conectar un potenciómetro- se pue"e utili*ar el )alor "e su resistencia total o el "e una "e las resistencias )aria'les ya ue los potenciómetros tienen tres terminales- "os "e ellos en los eDtremos "e la resistencia total y otro uni"o al cursor. Se pue"en "istin$uir )arios tipos "e potenciómetrosH  Se$1n la ,orma en la ue se instalanH para chasis o para

circuito impreso.  Se$1n el materialH "e car'ón- "e alam're o "e plástico con"uctor.  Se$1n su usoH "e a(uste- normalmente no accesi'les "es"e el eDterior- o "e man"o- para ue el usuario pue"a )ariar parámetros "e un aparato- estos a su )e* pue"en serH rotatorios- se controlan $iran"o su e(e- "esli*antes- cuya pista resisti)a es recta y el cursor se mue)e en línea recta o m1ltiples.  Se$1n su respuesta al mo)imiento "el cursor pue"en serH lineales- lo$arítmicos- sinusoi"ales y anti lo$arítmicos.  Potenciómetros "i$italesH son circuitos inte$ra"os con un ,uncionamiento similar a un potenciómetro analó$ico. REOSTATO

3n reostato- tam'i&n conoci"o como reóstato- es el "ispositi)o "e un circuito el&ctrico ue permite mo"i0car su resistencia. % tra)&s "el Me"i"as El&ctricas




mo)imiento "e un cursor o "e un e(e- el reóstato permite )ariar el ni)el "e la corriente. 6os reóstatos se conectan al circuito en serie. Es importante sa'er si su potencia y su )alor son apropia"os para mane(ar la corriente ue circulará a tra)&s "e &l. En $eneral los reóstatos tienen una $ran resistencia y pue"en "isipar mucha potencia. El reostato- en "e0niti)a- re$ula la intensi"a" "e la corriente- controlan"o la ener$ía ue pasa a la car$a. Suelen emplearse en auellos procesos ue necesitan )ariar la resistencia y controlar la intensi"a" "e la corriente el&ctrica- como ocurre cuan"o arranca un motor. Pue"e "ecirse ue el reostato es una resistencia )aria'le ue cuenta con "os contactos. 6a resistencia tiene como misión resistir el Gu(o el&ctricoH a mayor resistencia- la corriente circulará más lento en el circuito. El reostato- al tener la capaci"a" "e "isminuir o incrementar la resistencia- posi'ilita mo"i0car el ni)el "e corriente ue Guye por el circuito el&ctrico. Para cumplir con su tarea- los reóstatos suelen contar con car'ono u otro elemento aislante y con un control "esli*ante. 6os potenciómetros y los reóstatos se "i,erencias entre sí- entre otras cosas- por la ,orma en ue se conectan. En el caso "e los potenciómetros- &stos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un "i)isor "e )olta(e. En el caso "el reóstato- &ste )a conecta"o en serie con el circuito y se "e'e tener cui"a"o "e ue su )alor 7en ohmios9 y su la potencia 7en Watts 7)atios99 ue pue"e a$uantar sea el a"ecua"o para soportar la corriente # en amperios 7ampere9 ue )a a circular por &l. PUENTE DE @EATSTONE

El puente Wheatstone es un circuito inicialmente "escrito en =K por Samuel ?unter Christie 7=LK=KJI9. No o'stante- ,ue el Sr. Charles Wheatstone uien le "io muchos usos cuan"o lo "escu'rió en =K. El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utili*a para me"ir el )alor "e componentes pasi)os como las resistencias. Me"i"as El&ctricas




El puente "e Wheatstone es un instrumento "e $ran precisión ue pue"e operar en corriente continua o alterna y permite la me"i"a tanto "e resistencias óhmicas como "e sus eui)alentes en circuitos "e comente alterna en los ue eDisten otros elementos como 'o'inas o con"ensa"ores 7impe"ancias9. F&#(+%'#

6a corriente ue pasa por el $al)anómetro "epen"e "e la "i,erencia "e potencial entre los puntos c y ". 6a relación matemática ue "etermina el )alor "e la resistencia "esconoci"a se cumple solo cuan"o el puente esta en euili'rio- es "ecir- cuan"o el potencial en el $al)anómetro es O4- por lo tanto no eDiste corriente en &l. Cuestión por la ue se hace necesaria la presencia "el $al)anómetro 7para o'ser)ar el punto "on"e no haya corriente y marue O9. %hora 'ien- &ste euili'rio aparece cuan"o el )olta(e ac es i$ual al )olta(e a" o el )olta(e 'c sea i$ual al )olta(e '"- se$1n la terminal "e la ,uente ue se tome en cuenta. EntoncesH

Como la corriente en el $al)anómetro es O- tam'i&n se cumpleH

%l sustituir 7A y 9 en 7=9- ue"aH

Me"i"as El&ctricas




Esta 1ltima eDpresión es la eDpresión para el euili'rio "el puente "e Wheatstone- y- si / es /D entonces la ecuación ue "eterminará el )alor "e /D esH

<> TEOREMA DE TEVENIN

En la teoría "e circuitos el&ctricos- el teorema "e Th&)enin esta'lece ue si una parte "e un circuito el&ctrico lineal está compren"i"a entre "os terminales % y B- esta parte en cuestión pue"e sustituirse por un circuito eui)alente ue est& constitui"o 1nicamente por un $enera"or "e tensión en serie con una impe"ancia- "e ,orma ue al conectar un elemento entre los "os terminales % y B- la tensión ue cae en &l y la intensi"a" ue lo atra)iesa son las mismas tanto en el circuito real como en el eui)alente. El teorema "e Th&)enin ,ue enuncia"o por primera )e* por el cientí0co alemán ?ermann )on ?elmholt* en el ao =KI-= pero ,ue re"escu'ierto en =KK por el in$eniero "e tel&$ra,os ,ranc&s 6&on Charles Th&)enin 7=KILQ=AJ9- "e uien toma su nom're. <=O> Se "e'e reali*ar A pasos para encontrar el eui)alente "e The)eninH =. Encontrar el )olta(e eui)alente ue se representa en las terminales “c” y “"” cuan"o se "esconecta el $al)anómetro "el circuito A. 2eterminar la resistencia eui)alente a los terminales “c” y “"” con la 'atería reempla*a"a por su resistencia interna. V CD

=V −V

V CD

= I 1 ¿ R1− I 2∗ R2

AC

Me"i"as El&ctricas

AD




I 1

=

E

+

R1 R2

(

=

ETH

= E

(

ETH

= E

(

=

=

E

ETH

RTH

I 2

+

R1 R3

E

+

R2 R4

) ( ∗ R 1−

E

+

R2 R 4

+

)∗

R 2

− R1 R 2− R2 R 3 ( R1 + R3 ) ( R2 + R4 )

R1 R 2 R1 R4

∗ − R2∗ R 3 ( R1 + R3 ) ( R2 + R4 ) R1 R 4

)

)

∗ R ∗ R + 2 4 R1 + R3 R2 + R 4 R 1 R3

I G

=

E TH

+

R TH RG

C#T%T#;N %n"O Rl =AAK

<==>

MULTIMETRO

3n multímetro- a )eces tam'i&n "enomina"o polímetro o tester- es un instrumento electrónico "e me"i"a ue com'ina )arias ,unciones en una sola uni"a". 6as más comunes son las "e )oltímetro- amperímetro y óhmetro

las si$uientesH -

EDisten "istintos mo"elos ue incorporan a"emás "e las tres ,unciones 'ásicas cita"as al$unas "e

3n compro'a"or "e continui"a"- ue emite un soni"o cuan"o el circuito 'a(o prue'a no está interrumpi"o 7Tam'i&n pue"e mostrar en la pantalla OO.O- "epen"ien"o el tipo y mo"elo9.

Me"i"as El&ctricas




-

-

Presentación "e resulta"os me"iante "í$itos en una pantallaen lu$ar "e lectura en una escala. %mpli0ca"or para aumentar la sensi'ili"a"- para me"i"a "e tensiones o corrientes muy peueas o resistencias "e muy alto )alor. Me"i"a "e in"uctancias y capaci"a"es. Compro'a"or "e "io"os y transistores.

6os multímetros "i$itales presentan una resistencia interna "e =O Me$aohmios- mientras ue los multímetros analó$icos presentan una resistencia "e AO ilo ohmios. <=A> PROTEUS

mó"ulos 4SM y Electra.

Proteus es una compilación "e pro$ramas "e "iseo y simulación electrónica"esarrolla"o por 6a'center Electronics ue consta "e los "os pro$ramas principalesH %res e #sis- y los

ISIS El Pro$rama #S#S- #ntelli$ent Schematic #nput System 7Sistema "e Enruta"o "e Esuemas #nteli$ente9 permite "isear el plano el&ctrico "el circuito ue se "esea reali*ar con componentes muy )aria"os"es"e simples resistencias- hasta al$uno ue otro microprocesa"or o microcontrola"or- incluyen"o ,uentes "e alimentación- $enera"ores "e seales y muchos otros componentes con prestaciones "i,erentes. 6os "iseos reali*a"os en #sis pue"en ser simula"os en tiempo realme"iante el mó"ulo 4SM- asocia"o "irectamente con #S#S.

ARES %/ES- o %")ance" /outin$ an" E"itin$ So,t5are 7So,t5are "e E"ición y /uteo %)an*a"o9+ es la herramienta "e enruta"o- u'icación y e"ición "e componentes- se utili*a para la ,a'ricación "e placas "e circuito impreso- permitien"o e"itar $eneralmente- las capas super0cial 7Top Copper9- y "e sol"a"ura 7Bottom Copper9. <=>

Me"i"as El&ctricas




2.

R%4'()#4 $ D4&46

Para la reali*ación "el presente proyecto se ha consi"era"o los si$uientes )alores "e resistencias para su posterior implementación en el circuito. En el proyecto presenta"o a continuación se )a a reali*ar el análisis "e  circuitos "e “Puente Wheatstone”- los cuales )an a tener "i,erentes )alores "e resistencias y ,uentes- los cuales se irán eDplican"o "etalla"amente en la "emostración "e ca"a uno "e los mismos. Para la reali*ación "e los si$uiente circuitos se ha utili*a"o los si$uientes )alores "e resistencias- toman"o en cuenta sus )alores "e tolerancia- se ha proce"i"o a reali*ar A tipos "e cálculosH el primeroutili*an"o las me"i"as in"ica"as por el ,a'ricante incluyen"o sus )alores "e tolerancia+ y el se$un"o- mi"ien"o los )alores "e las resistencias utili*an"o un instrumento a"ecua"o para las mismas. Ca'e recalcar ue para la "emostración "e los )alores "e las "i,erentes resistencias "esconoci"as se proce"ió a utili*ar una resistencia )aria'le- en el caso "e esta práctica se utili*ó potenciómetros "e )alores "i,erentes para po"er lo$rar tener )alores aproDima"os a los ue se "esea "e la resistencia "esconoci"a. CIRCUITO 1

C%6C36; /E%6#%2; C;N 6;S 4%6;/ES #N2#C%2;S P;/ E6 F%B/#C%NTE. 4 U 4 R 1

=220 Ω ± 5 ( 11 Ω)

R2

=510 Ω ± 5 ( 25,5 Ω )

R3

=10 Ω ± 5 ( 0,5 Ω )

R x

=?

∗ = R2∗ R3

R1 R 4

Me"i"as El&ctricas




=

R4

∗

R 2 R3 R1

R4

=

( 510 ± 25,5 ) Ω∗( 10 ± 0,5 ) Ω ( 220 ± 11) Ω

R4

=

( 5100 ± 510 ) Ω ( 220 ± 11 ) Ω

R4

=( 23.18 ± 3,47 ) Ω

R4

=( 23.18 Ω± 14,96 )

C%6C36; /E%6#%2; C;N 4%6;/ES ME2#2;S. 4 U 4 R1

=216 Ω

R2

= 494 Ω

R3

=10,8 Ω

R x

=?

∗ = R2∗ R3

R1 R 4

R4

=

∗

R 2 R3 R1

Me"i"as El&ctricas




494 Ω∗10,8 Ω

R4

=

R4

=

R4

=24,7 Ω

216 Ω

5335,2 Ω 216 Ω

S#M36%C#;N 2E6 C#/C3#T; EN P/;TE3S

C#/C3#T; E3#4%6ENTE T?E4EN#N S# EV#STE 3N% 4%/#%C#;N  E6 4%6;/ 2E 6% /ES#STENC#% 2ESC;N;C#2% ES =OOO ;?M#;S ± 5

(

∗ − R2∗ R 3 ( R1 + R3 ) ( R2 + R4 )

ETH

= E

ETH

=9 V

R1 R 4

(

) )

( 220 ± 11) Ω∗( 1000 ± 50 ) Ω−( 510 ± 25,5 ) Ω∗( 10 ± 0,5 ) Ω ( ( 220 ± 11 )+ (10 ± 0,5 ) ) ( ( 510 ± 25,5 )+ (1000 ± 50 ) Ω∗Ω )

Me"i"as El&ctricas




ETH

=9 V

(

( 220000 ± 22000 ) Ω∗Ω −( 5100 ± 510 ) Ω∗Ω ( ( 230 ± 11,5 ) ) ( ( 1510 ± 75,5 ) Ω∗Ω )

ETH

=9 V

(

( 214900 ± 22510 ) Ω∗Ω ( ( 230 ± 11,5 ) )( (1510 ± 75,5 ) Ω∗Ω )

ETH

=9 V

(

( 214900 ± 22510 ) Ω∗Ω ( ( 347300 ± 34730 ) Ω∗Ω )

ETH

=9 V ( 0,62 ± 0,13 )

ETH

=5,58 V ± 1,17

=

RTH

)

)

)

∗ R ∗ R + 2 4 R1 + R3 R2 + R 4 R 1 R3

=

( 220 ± 11) Ω∗( 10 ± 0,5 ) Ω (510 ± 25,5 ) Ω∗(1000 ± 50 ) Ω + ( 220 ± 11 ) Ω + ( 10 ± 0,5 ) Ω ( 510 ± 25,5 ) Ω +( 1000 ± 50 ) Ω

=

( 2200 ± 220 ) Ω ( 510000 ± 51000 ) Ω + (230 ± 11,5 ) Ω ( 1510 ± 75,5 ) Ω

RTH

RTH

= ( 9,56 ± 1,44 ) Ω+( 337,75 ± 50,66 ) Ω

RTH

= ( 347,31 ± 52,1 ) Ω

RTH

En este caso "e la simulación en un so,t5are computacional- la resistencia ue presenta el amperímetro es "esprecia'le- y se proce"e a reali*ar los cálculos con la si$uiente in,ormaciónH

Me"i"as El&ctricas




RG

=0 E TH

I G

=

I G

=

I G

=0,016 ± 5,77∗10−3

I G ≈

+

R TH RG

5,58 V ± 1,17

( 347,31 ± 52,1 ) Ω

( 16,0 ± 5.77 ) mA


Para la reali*ación "e la práctica- se ha toma"o en cuenta los )alores calcula"os me"iante las ,ormulas "el circuito- los )alores simula"os en el pro$rama "e emulación "e circuitos “Proteus”- y los )alores me"i"os con el instrumento electrónico conoci"o como multímetro. 4%6;/ES 2E C;//#ENTE ;BTEN#2;S ME2#2;S C%6C36%2;S S#M36%C#;N =I-= m% =J-O m% =J-J m%

CIRCUITO 2

C%6C36; /E%6#%2; C;N 6;S 4%6;/ES #N2#C%2;S P;/ E6 F%B/#C%NTE. Me"i"as El&ctricas




4 U 4 R 1

=250 Ω ± 5 ( 12,5 Ω )

R2

=3300 Ω ± 5 ( 165 Ω )

R3

=18000 Ω ± 5 ( 900 Ω )

R x

=?

∗ = R2∗ R3

R1 R 4

R4

=

∗

R 2 R3 R1

R4

=

( 3300 ± 165 ) Ω∗( 18000 ± 900 ) Ω ( 250 ± 12,5 ) Ω

R4

=

( 59400000 ± 5940000 ) Ω ( 250 ± 12,5 ) Ω

R4

=( 237600 ± 35640 ) Ω

R4

=( 237600 Ω ± 15 )

C%6C36; /E%6#%2; C;N 4%6;/ES ME2#2;S.

Me"i"as El&ctricas




R1

=243 Ω

R2

=3210 Ω

R3

=17570 Ω

R x

=?

∗ = R2∗ R3

R1 R 4

R4

=

∗

R 2 R3 R1

3210 Ω∗17570 Ω

R4

=

R4

=

R4

=232097,53 Ω

243 Ω

56399700 Ω 243 Ω


Me"i"as El&ctricas




C#/C3#T; E3#4%6ENTE T?E4EN#N S# EV#STE 3N% 4%/#%C#;N  E6 4%6;/ 2E 6% /ES#STENC#% 2ESC;N;C#2% ES IOOOOO ;?M#;S ± 5

(

R1

)

= E

ETH

=9 V

(

( 250 ± 12,5 ) Ω ( 3300 ± 165 ) Ω − ( 250 ± 12,5 ) Ω+ ( 18000 ± 900 ) Ω ( 3300 ± 165 ) Ω+( 500000 ± 25000 )

ETH

=9 V

(

( 250 ± 12,5 ) Ω ( 3300 ± 165 ) Ω − (18250 ± 912,5 ) Ω ( 503300 ± 25165 )

ETH

=9 V ( ( 0,01369 ± 1.3698∗10−3 )−(6,56∗10− 3 ± 6,56∗10−4 ) )

ETH

=9 V ( (7,13∗10−3 ± 7,13∗10−4 ))

ETH

=0,06417 ± 6,417∗10−3

=

RTH

+

R1 R3

−

R2

ETH

+

R 2 R 4

∗ R ∗ R + 2 4 R1 + R3 R2 + R 4 R 1 R3

Me"i"as El&ctricas

)

)




=

( 250 ± 12,5 ) Ω∗( 18000 ± 900 ) Ω ( 3300 ± 165 ) Ω∗( 500000 ± 25000 ) Ω + ( 250 ± 12,5 ) Ω + ( 18000 ± 900 ) Ω ( 3300 ± 165 ) Ω+( 500000 ± 25000 ) Ω

=

( 4500000 ± 450000 ) Ω ( 1650000000 ± 165000000 ) Ω + (18250 ± 912,5 ) Ω ( 503300 ± 25165 ) Ω

RTH

RTH

= ( 246,58 ± 36,98 ) Ω +(3278,36 ± 491,75 ) Ω

RTH

= ( 3524,94 ± 528,73 ) Ω

RTH

En este caso "e la simulación en un so,t5are computacional- la resistencia ue presenta el amperímetro es "esprecia'le- y se proce"e a reali*ar los cálculos con la si$uiente in,ormaciónH RG

I G

=0

=

E TH

+

R TH RG

−3

0,06417 ± 6,417∗10

I G

=

I G

=1,82∗10−5 ± 4,55∗10−6

I G ≈

( 3524,94 ± 528,73 )

( 18,2 ± 4,55 ) u A


Me"i"as El&ctricas




Para la reali*ación "e la práctica- se ha toma"o en cuenta los )alores calcula"os me"iante las ,ormulas "el circuito- los )alores simula"os en el pro$rama "e emulación "e circuitos “Proteus”- y los )alores me"i"os con el instrumento electrónico conoci"o como multímetro. 4%6;/ES 2E C;//#ENTE ;BTEN#2;S ME2#2;S C%6C36%2;S S#M36%C#;N =I u% =K-A u% =K-A u%

CIRCUITO =

C%6C36; /E%6#%2; C;N 6;S 4%6;/ES #N2#C%2;S P;/ E6 F%B/#C%NTE. 4 U =.I 4 R 1

=1000 Ω ± 5 ( 50 Ω )

R2

=82 Ω ± 5 ( 4,1 Ω )

R3

=330000 Ω ± 5 (16500 Ω)

R x

=?

Me"i"as El&ctricas




∗ = R2∗ R3

R1 R 4

=

R4

∗

R 2 R3 R1

R4

=

( 82 ± 4.1 ) Ω∗( 330000 ± 16500 ) Ω ( 1000 ± 50 ) Ω

R4

=

( 27060000 ± 2706000 ) Ω ( 1000 ± 50 ) Ω

R4

=( 27060 ± 4059 ) Ω

R4

=( 27060 Ω ± 15 )

C%6C36; /E%6#%2; C;N 4%6;/ES ME2#2;S. R1

=975 Ω

R2

=81,2 Ω

R3

=341000 Ω

R x

=?

∗ = R2∗ R3

R1 R 4

Me"i"as El&ctricas




R4

=

∗

R 2 R3 R1

81.2 Ω∗341000 Ω

R4

=

R4

=

R4

=28399,18 Ω

975 Ω

27689200 Ω 975 Ω


C#/C3#T; E3#4%6ENTE T?E4EN#N S# EV#STE 3N% 4%/#%C#;N  E6 4%6;/ 2E 6% /ES#STENC#% 2ESC;N;C#2% ES =OOOOO ;?M#;S ± 5

ETH

= E

(

R1

+

R1 R3

Me"i"as El&ctricas

−

R2

+

R 2 R 4

)




ETH

=1.5 V

(

ETH

=1.5 V

((

ETH

=1.5 V ( ( 3,02∗10−3 ± 3.02∗10−4 )−(8.19∗10−4 ± 8.19∗10−5 ) )

ETH

=1.5 V ( ( 2,201∗10−3 ± 2,201∗10−4 ) )

ETH

=3,3015∗10−3 ± 3.3015 ∗10−4

=

RTH

( 1000 ± 50 ) Ω ( 82 ± 4.1 ) Ω − ( 1000 ± 50 ) Ω + (330000 ± 16500 ) Ω ( 82 ± 4.1 ) Ω +(100000 ± 5000) ( 1000 ± 50 ) Ω 331000 ± 16550 ) Ω

−

( 82 ± 4.1 ) Ω ( 100082 ± 5004,1 )

)

∗ R ∗ R + 2 4 R1 + R3 R2 + R 4 R 1 R3

=

( 1000 ± 50 ) Ω∗( 330000 ± 16500 ) Ω ( 82 ± 4.1 ) Ω∗( 100000 ± 5000 ) Ω + ( 1000 ± 50 ) Ω + ( 330000 ± 16500 ) Ω ( 82 ± 4.1 ) Ω+( 100000 ± 5000 ) Ω

=

( 330000000 ± 33000000 ) Ω ( 8200000 ± 820000 ) Ω + ( 331000 ± 16550 ) Ω ( 100082 ± 5004.1 ) Ω

RTH

RTH

)

= ( 996,98 ± 1,44 ) Ω+( 81,92 ± 12,30 ) Ω

RTH

= (1078,9 ± 13,74 ) Ω

RTH

En este caso "e la simulación en un so,t5are computacional- la resistencia ue presenta el amperímetro es "esprecia'le- y se proce"e a reali*ar los cálculos con la si$uiente in,ormaciónH RG

=0

Me"i"as El&ctricas




E TH

I G

=

I G

( 3,3015 ∗10−3 ± 3.3015∗ 10−4 ) V = ( 1078,9 ± 13,74 ) Ω

I G

=( 3,06∗10−6 ± 3,44∗10−7 ) A

I G ≈

+

R TH RG

( 3,06 ± 0,344 ) u A


Para la reali*ación "e la práctica- se ha toma"o en cuenta los )alores calcula"os me"iante las ,ormulas "el circuito- los )alores simula"os en el pro$rama "e emulación "e circuitos “Proteus”- y los )alores me"i"os con el instrumento electrónico conoci"o como multímetro. 4%6;/ES 2E C;//#ENTE ;BTEN#2;S ME2#2;S C%6C36%2;S S#M36%C#;N  u% -OJ u% -OJ u%

2.

C#&4#%4 $ R%&#+%)(&#%4

Me"i"as El&ctricas




C#&4#%4

Entonces- se pue"e lle$ar a la conclusión ue eDiste una si$ni0cati)a "i,erencia entre los )alores ue se in"ica por el ,a'ricante "e'i"o a su ran$o "e tolerancia- con los )alores me"i"os con un instrumento. 6os )alores "e las tolerancias inGuyen "e so'remanera en la reali*ación "e los cálculos para el puente Wheatstone- por ello se "e'e reali*ar la práctica utili*an"o sus )alores reales. Se pu"o concluir ue- ya ue la resistencia ue posee el potenciómetro )aria con peueos mo)imientos en su estructura- el me"i"or "e corriente muestra esas "i,erencias re"ucien"o la canti"a" "e micro amperios hasta lle$ar a su punto "e euili'rio- es "ecir “O”. 2epen"ien"o "e la "istri'ución "e las resistencias- se )a a tener un )alor "i,erente en la resistencia "esconoci"a- ya sea el caso "e ue se pue"e "ar una resistencia "e un $ran )alor o resistencias "e )alores in,eriores a los O ohmios. Se "e'e tomar en cuenta el senti"o "e la corriente en el circuito- ya ue esta- "epen"ien"o "e la situación y colocación "e los implementos- pue"e in"icarnos )alores positi)os o ne$ati)os en el me"i"or "e corriente. En la cali'ración "el potenciómetro- se pu"o notar ue cuan"o lle$a a su )alor calcula"o- con el cual permite el euili'rio en el puente Wheatstone- la corriente ue transcurre por los puntos "etermina"os "e esta'ili"a"- lle$a a su )alor mínimo- el cual es “O”+ pero si se )aria "e cierta manera el )alor "e la resistencia "el potenciómetro- la corriente ue circula por los puntos antes menciona"o comien*a a incrementar. El uso "e euipo in,ormático para la reali*ación "e este tipo "e prácticas es muy 1til ya ue nos permite o'tener los )alores eDactos ue se "esea y o'tener me(ores resulta"os al momento "e e,ectuar la práctica. 6os )alores o'teni"os en los cálculos pue"en )ariar "e acuer"o a los materiales utili*a"os- ya ue los mismo inGuyen "e so'remanera en los cálculos+ en el caso "e los cálculos "el circuito Th&)enin+ alteran sus )alores "e acuer"o a sus tolerancias y ran$os "e error. En los cálculos "el circuito The)enin- al utili*ar un simula"or computacional- los )alores alteran ya ue la resistencia "e los mismos- al ser simula"os- se "esprecia- pero al utili*ar instrumentos electrónicos- como en el caso "el multímetroMe"i"as El&ctricas




presentan una resistencia interna la cual inGuye en $ran canti"a" en las o'tenciones "e las me"i"as.

R%&#+%)(&#%4 •

•

•

•

•

•

•

•

Para e)itar reali*ar $astos innecesarios- se proce"e a re)isar el in)entario "e elementos electrónicos ue se posee en casa- "e ser el caso "e no contar con la canti"a" necesaria "e elementos- se proce"erá a la compra "e los mismos. Es recomen"a'le utili*ar una resistencia )aria'le- en este caso un potenciómetro- para "ar los )alores a las resistencias "esconoci"as ya ue al no ser )alores comerciales- es imposi'le conse$uir el )alor eDacto "e resistencia ue necesitamos- esta es la ra*ón principal "el uso "e un potenciómetro en esta práctica "e puente Wheatstone. En el caso "e no tener los elementos necesarios- en este caso las resistencias- es recomen"a'le reali*ar primeros los cálculos con )alores "e resistencias aproDima"os ue se pue"an conse$uir- para su posterior compra en un almac&n "e elementos electrónicos. Se recomien"a utili*ar potenciómetros con "i,erentes ran$os "e )alores ya ue al ser mayor el ran$o "e alcance "el mismose torna un poco más complica"o lle$ar a un )alor eDacto- ya ue su super0cie "e resistencia permite lle$ar hasta cierta canti"a" "epen"ien"o "e su mo)imiento. Para reali*ar las me"iciones "e la canti"a" "e corriente ue se encuentra en los puntos respecti)os "el circuito- se recomien"a utili*ar un instrumento cali'ra"o- "e 'uena cali"a"- no solo en marca- sino en la eDactitu" y sensi'ili"a" "el mismo para po"er lo$rar ue los )alores me"i"os se aceruen lo más posi'le a los reales. Se recomien"a al reali*ar este tipo "e prácticas- reali*ar )arias prue'as para po"er notar las "i,erencias ue se presentan en los "atos ue se calculan- ya ue "epen"ien"o "e la "istri'ución y "e cómo se realice la coneDión- los )alores ue se o'tienen pue"en )ariar. Si es posi'le- utili*ar pro$ramas especiali*a"os para la reali*ación "e la práctica- ya ue los mismos nos permiten tener me(ores resulta"os y )isuali*ar "e me(or manera los resulta"os ue se o'tu)ieron "e manera matemática. %l reali*ar este tipo "e prácticas- se "e'e tomar mucho a consi"eración con u& tipo "e instrumentos se )a a tra'a(ar ya ue "e esto "epen"e como se )aya a reali*ar los cálculos- en el

Me"i"as El&ctricas




caso "e la presente práctica- los instrumentos utili*a"os inGuyen en las me"i"as "e'i"o a su resistencia interna. 2.

R%%"%&(4 #"<&(4

<=> P. Espino*a- X5iipe"ia-Y Wiipe"ia S.%.- A= Zunio AO=. . %)aila'leH httpsHes.5iipe"ia.or$5ii/esistencia[el\C\%ctrica. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. F. ?ernan"e*- X3nicrom-Y 3nicrom S.%.- = Fe'rero AO=A. . %)aila'leH httpHunicrom.comTut[resistencia.asp. <]ltimo accesoH AO=I Zunio AO=I>. <> ?. Miran"a- X3nicrom-Y 3nicrom S.%.- =K Enero AO=. . %)aila'leH httpHunicrom.comTuT[co"i$ocolores.asp. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. <> F. Norie$a- X3nicrom-Y 3nicrom S.%.- =A Mayo AO=A. . %)aila'leH httpHunicrom.comTut[resistencia)aria'le.asp. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. P. :ome*- X#n$eniatic-Y E3#T S.%.- A ;ctu're AO==. . %)aila'leH httpHin$eniatic.euitt.upm.esin"eD.phptecnolo$iasitemIIJpotenci \C\Bmmetro. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. S. 3rui*o- X2e0nicion-Y "e0nicion."e- = No)iem're AO=A. . %)aila'leH httpH"e0nicion."ereostato. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. 2. 4illacre*- X3nicrom-Y 3nicrom S.%.- =A Mar*o AO=A. . %)aila'leH httpH555.unicrom.comTut[puente[5heatestone.asp. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. W. %n"ra"e- XEcure"-Y Ecure" S.%.- =K Septiem're AO=A. . %)aila'leH httpH555.ecure".cuin"eD.phpPuente["e[Wheatstone. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. <> W. No$uera- XElimperioelectricista-Y Tan$ient S.%.- AK %'ril AO=A. . %)aila'leH httpHelimperioelectricista.5iispaces.comMe"iciones^El \C\%ctricas. <]ltimo accesoH AJ Zunio AO=I>. <=O 6. Munayco- XWiipe"ia-Y Wipe"ia S.%.- =A Zulio AO=A. . > %)aila'leH httpsHes.5iipe"ia.or$5iiTeorema["e[Th\C\%)enin. <]ltimo accesoH O Zunio AO=I>. <== W. %n"ra"e- XElectronica ,acil-Y F.Z.M. S.%.- = %'ril AOO. . > %)aila'leH httpH555.electronica,acil.nettutorialesTeorema The)enin.php. <]ltimo accesoH O Zunio AO=I>. Me"i"as El&ctricas




<=A E. %costa- XMultimetrotecno-Y B6o$spot- =A Zulio AO=A. . > %)aila'leH httpHmultimetrotecno.'lo$spot.comAO==OL"e0nicion.html. <]ltimo accesoH O Zunio AO=I>. <= P. ;lme"o- XWiipe"ia-Y Wiipe"ia S.%.- =L ;ctu're AO=A. . > %)aila'leH httpsHes.5iipe"ia.or$5iiProteus[7electr\C\Bnica9. <]ltimo accesoH O= Zulio AO=I>.

II.10. F#'#"((4 $ "<

Me"i"as El&ctricas




Me"i"as El&ctricas




Me"i"as El&ctricas




Me"i"as El&ctricas




Me"iciones en el circuito = Me"i"as El&ctricas




Me"iciones en el circuito A

Me"iciones en el circuito 

Me"i"as El&ctricas

Informe Puente Wheastone

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