Trabajo UNAD – 2015
Alejandro Correa Alzate
SISTEMAS DE INSTRUMENTACIÓN
Introducción
El puente de Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias, inicialmente descri des crito to en en 1833 1833 por por Samue Samuell Hunt Hunter er Chri Christ stie, ie, no obst obstant ante, e, fu fuee Ch Charl arles es Wheatestone Wheatestone quien le dio muchos usos cuando cuando lo descubrió descubrió en 1843. Como resultado este circuito lleva su nombre. Es el circuito más sensitivo que existe para medir una resistencia Para la elaboración elaboración de la práctica los instrumentos instrumentos que uti utilizaremo lizaremoss en el Laboratorios Laboratorios serán: galva galvanómetro, nómetro, Óhmetro, Óhmetro, amperímetro, amperímetro, eentre ntre otras, otras, los cuales nos ayudaran ayudaran a medir las diferentes diferentes tensiones, tensiones, resistenci resistencias, as, y otras variac variacione ioness de electr electrici icidad dad que que tengan tengan los circui circuitos tos que manip manipule ulemos mos en la la misma. Dichos instrumentos nos ayudan a mantener a circuitos y equipos en un óptimo funcionamiento basándonos en ecuaciones y comparaciones en lo que respecta al flujo de electricidad. Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñad diseñados os según la la naturaleza naturaleza de la corriente; corriente; es deci decir, r, si es alterna, alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad. De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad unid ad de de tensi tensión, ón, el Ohmi Ohmimetr metroo como la unid unidad ad de de resis resisten tencia cia y los los Multimetros Multime tros como unidades unidades de medición múltiples. múltiples.
Actividades a realizar :
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1. Caracterice la respuesta de una foto resistencia a la intensidad de la luz, obteniendo la gráfica de luz vs resistencia, para ello se sugiere disponer de una fuente de luz led (linterna), si es posible un medidor de lumens; si no es posible contar con este último realizar mínimo 7 mediciones en las cuales se varié la intensidad de luz de menor a mayor. 2. Implemente un puente de Wheatstone, alimentado con 5VDC, para medir la variación de la fotoresistencia, equilibre el puente con la fotoresistencia a 0% de luz, varié la intensidad de luz hasta el máximo y obtenga una gráfica Intensidad de luz vs salida del puente (V). 3. Compruebe el funcionamiento del puente de maxwell para la medición de capacitancias, realice los cálculos y compruébelos en la práctica.
ACTIVIDAD 1 Y 2 Puente de Wheatstone Marco Teorico
Las mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone, este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a través de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el galvanómetro, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan
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puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua. A menudo los puentes se nivelan con un timbre en lugar de un galvanómetro, que cuando el puente no está nivelado, emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna; cuando se ha nivelado no se escucha ningún tono.
En la figura se muestra un puente de resistencias que puede utilizarse para determinar una resistencia desconocida. Para cualquier conjunto dado de resistencias R 1, R2, R3 y R4, el voltaje de compensación ∆v del puente viene dado por: R3 ∆v = V R + R 1 3
R4 R 2 - R4
Para hallar la resistencia desconocida R x, en condición de equilibrio siempre se cumple que:
Si los valores de R 1, R2, R3, se conocen con mucha precisión el valor de Rx, puede ser determinado igualmente con mucha precisión, pequeños cambios en el valor de R x romperán el equilibrio y serán claramente
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detectados por la indicación del galvanómetro, de forma alternativa, si los valores de R1, R2, R3, son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento mas rápido que el de ajustar a cero la corriente a través del galvanómetro.
Materiales pon las Resistencias
CIRCUITO EN PROTEUS QUE TE VA A ENVIAR DIEGO
las siguientes ecuaciones se realizaron para hacer los calculos y hallar los valores de la Resistencia (potenciometro)
como la practica pretendia verificar los cambios dentro del Puente weasthon, de acuerdo al cambio de los lumnes, debiamos utilizar una fotoresistencia, para equilibrar el puente usamos un potenciometro de 10kohmios, quedando calibrado en 7,56 kohmios
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r1
220
r2
331
r3
10000
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r4
15045,4545
Estos son los datos que tabulamos para el grafico
Al no contra con luxometro usamos un APP llamado Lux de googleplay
Incitamos la luz utilizando lampara led y obtuvimos estos datos
m-1 luz volaje
m-2
1746 1.13
m-3 406
1.07
116 1.01
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Puente de Maxwell Marco teorico
Es un circuito electrónico parecido al puente de Wheatstone, se utiliza para medir una inductancia desconocida en términos de capacitancia conocida.
Una de las ramas de relación tiene una resistencia y una capacitancia en paralelo. Escribiendo la ecuación 1 en términos de Zx, tendríamos:
En términos de admitancia quedaría así:
Observando la figura se obtiene:
Donde w es la frecuencia angular 2πf
Sustituyendo Z2 Z3 y Y1 en Zx, se tiene:
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La parte real es:
Y La parte imaginaria está dada por:
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