Puente de Wheatstone Las mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circ circui uito to llam llamado ado puent puente e de Wheat Wheatst ston one, e, este este circ circui uito to cons consis iste te en tres 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, desconocida, que se calcula calcula a partir partir los valores de las otras resistencias. resistencias. Se utilizan 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:
∆v = V
R3 R1 + R 3
R4 R2 - R 4
Para hallar la resistencia resistencia desconocida 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, pued puede e ser ser deter determi mina nado do igua igualm lmen ente te con con mucha mucha preci precisió sión, n, pequ pequeñ eños os cam cambios bios en el valo valorr de Rx romp romperá erán n el equi equililibri brio o y serán serán clar claram amen ente te detectados por la indicación del galvanómetro, de forma alternativa, si los valores de R1, R2, R3, son conocidos y R 2 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.
Óhmetro El óhmetro es un dispositivo que sirve para medir resistencias, siendo éste un aparato polivalente ya que también mide voltajes e intensidades de corriente, entre otras magnitudes. El óhmetro aplica mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales cuando no existe en ellos ninguna resistencia y por ello la aguja del aparato marca la máxima lectura. Cuando en los terminales se coloca la resistencia que se desea medir se produce una caída de tensión y la aguj aguja a se desp despla laza za haci hacia a valo valore ress infe inferi rior ores es,, esto esto es, es, de dere derech cha a a izquierda. Las escalas del voltaje e intensidad crecen de izquierda a derecha, mientras que la escala de resistencias lo hace al revés. Cuando se mide una resistencia lo primero que hay que hacer es poner el aparato en cortocircuito entre sus terminales y ajustar, mediante un tornillo que lleva incorporado, la aguja al valor cero en la escala de las resistencias.
Lueg Luego, o, se insta nstala la ent entre los los termi ermina nale less la resi resist sten enci cia a a medi medirr y el desplazamiento de la aguja indica el valor de la resistencia leyéndose su valor en la escala. Si se utiliza un óhmetro digital la lectura es inmediata, solamente se debe escoger escoger la escala escala para la que la resiste resistencia ncia que se se desea medir medir sea infe inferi rior or al máxi máximo mo indi indica cado. do. Una Una vez vez coloca colocada da la resi resist stenc encia ia entr entre e los los terminales, la lectura aparece en pantalla. La únic única a prec precau auci ción ón al medi medirr resi resist sten enci cias as es que que ésta ésta no esté esté alimentada por ninguna fuente de alimentación para que no se altere el valor de la lectura, ni se dañe el óhmetro. ó hmetro.
Amperímetro Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético. El Ampe Amperí ríme metr tro o de C.C. C.C. pued puede e medi medirr C.A. C.A. rect rectifific ican ando do previ previam amen ente te la corriente, esta función se puede destacar en un Multimetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llama llamada da Shun Shunt. t. Los Los amper amperím ímet etro ross tien tienen en resi resist sten enci cias as por deba debajo jo de 1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado. La resistencia Shunt amplia la escala de medición. Esta es conectada en paralelo al amperímetro y ahorra el esfuerzo de tener otros amperímetros de menor rango de medición a los que se van a medir realmente.
Uso del Amperímetro •
Es necesario conectarlo en serie con el circuito
•
Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro
•
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizo horizont ntal al,, vert vertica icall o incl inclin inada ada.. Si no se sigu siguen en esta estass regl reglas, as, las las medidas no serían del todo confiables y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
•
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero. cer o.
•
Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a al escala del instrumento.
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Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.
Galvanómetro Los galvanómetros son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. Este elemento móvil puede contar con un puntero o algún otro dispositivo que permita leer en un dial el grado de inclinación. Cuando se añade al galvanómetro una escala graduada y una calibración adecuad adecuada, a, se obtien obtiene e un amperím amperímetr etro, o, instru instrument mento o que lee la corrien corriente te eléctrica en amperios. Sólo puede pasar una cantidad pequeña de corriente por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro. galvanómetro. Si hay que medir corrientes corrientes mayores, se acopla una derivación de baja resistencia a los terminales del medidor. medidor. La mayoría de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, derivación,
pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la corrien corriente te total. total. Los galvanó galvanómet metros ros tienen tienen denomin denominaci acione oness distin distintas tas según la magnitud de la corriente que pueden medir
Fuente de poder Para que cualquier circuito eléctrico funcione, debe haber una fuente de energía. Una fuente de energía es una fuente de voltaje o bien una fuente de corriente. Es un elem elemen ento to de dos dos term termin inal ales es,, como como una una bate baterí ría a o un generador, que mantiene un voltaje específico entre sus terminales a pesar del resto del circuito que esta conectado a él. El voltaje es por completo independient independiente e de la corriente a través del elemento, elemento, existes diferentes diferentes tipos de de fuentes de poder como son: fuente de poder ideal, fuente de poder controlada, fuentes de corriente ideal y fuentes de corriente controlada.
Resistencia Se denomin denomina a resiste resistencia ncia eléctric eléctrica, a, a la oposici oposición ón que encuent encuentra ra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Óhmetro. Los resistores se clasifican en dos grandes grupos, el grupo de los resisto resistores res fijos fijos y el grupo grupo de los resistores resistores variables variables,, cada uno de estos estos grupos se divide en otros grupos más pequeños según las características físicas de los resistores. Los resistores fijos tienen dos contactos entre los cuales existe una resiste resistencia ncia fija, los resisto resistores res fijos fijos se divide dividen n en resistor resistores es de carbón carbón y resistores metálicos. Los resi resisto stores res varia variabl bles es tien tienen en tres tres cont contact actos, os, dos de ello elloss está están n conectados en los extremos de la superficie resistiva y el otro está conectado a un cursor que se puede mover a lo largo de la superficie resistiva.
Símbolo electrónico de resistores fijos
Símbolo electrónico de resistores variables
Código de colores de las resistencias
Código de colores Colores
1ª Cifra
2ª Cifra
Multiplicador
0
0
1
x 10
1%
2
2
2%
Negro Marrón
1
Rojo Naranja
2 3
3
x 10 x 10
Tolerancia
3
Amarillo
4
4
x 104
Verde
5
5
x 105
Azul
6
6
x 106
Violeta
7
7
x 107
Gris
8
8
x 108
Blanco
9
9
x 109
0.5%
Oro
x 10-1
5%
Plata
x 10-2
10%
Sin color
20%
Introducción El puente de Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias, inicialmente descr descritito o en 1833 1833 por por Samu Samuel el Hunt Hunter er Chris Christitie, e, no obst obstan ante te,, fue fue Charl Charles es Wheatestone Wheatestone quien le dio muchos usos 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 utilizarem utilizaremos os en el Laboratorios serán: galvanómetro, Óhmetro, amperímetro, entre otras, los cuales nos ayudaran a medir las diferentes tensiones, resistencias, y otras variaciones de electricidad que tengan los circuitos que manipulemos en 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 medici medicione oness eléctr eléctricas icas se realiza realizan n con aparato aparatoss especia especialme lmente nte dise diseña ñados dos segú según n la natura naturale leza za de la corri corrien ente te;; es deci decirr, si es alte altern rna, a, 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 Amperí Amperímet metro ro o unidad unidad de intens intensida idad d de corrien corriente. te. El Voltíme oltímetro tro como la unid unidad ad de tens tensión ión,, el Ohmi Ohmime metr tro o como como la unid unidad ad de resis resiste tenc ncia ia y los los Multimetros como unidades de medición múltiples.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MERIDA
PLANO INCLINADO
Integrantes: Ramos Euclides C.I 15.683.007 Barrios Jenny C.I 13759758 Silva Manuel C.I 16884202
Mérida, Junio del 2007