LABORATORIO N° 1: PUENTE UNIILAR !E W"EA W"EAT#TO T#TONE NE
INTEGRANTES: Cerna Milla Ronald
PROFESOR: WATERS TORRES, OSWALDO
Laboratorio física III Puente de Wheatstone
OBJETIVO:
Estudiar e$ dis%ositi&o $$a'ado (Puente Wheatstone) *ue sir&e %ara 'edir ca%acidades+ inductancias , resistencias e$-ctricas , uti$i.ar$o %ara deter'inar e$ &a$or de a$/unas resistencias0 EQUIPO:
•
Una fuente de corriente contina
•
Un (Puente Uni2$ar)
Laboratorio física III Puente de Wheatstone
•
Un /a$&an3'etro
•
Una ca4aa con seis resistencias 567 desconocidas
•
Una ca4a con seis resistencias 5R7 conocidas
Laboratorio física III Puente de Wheatstone
•
!ie. a$a'bres de cone6i3n
UN!A8ENTO TEORI9O E$ circuito de$ dis%ositi&o $$a'ado (Puente de Wheatstone) consta esencia$'ente de $os si/uientes e$e'entos0
Una resistencia &ariab$e
Un /a$&an3'etro0
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Rv
cu,o sí'bo$o es:
´
Un %ar de resistencias R , R
´ ´
cu,a re$aci3n entre e$$as se estab$ece a
&o$untad0 Estando co$ocada $a resistencia
R x
en e$
$u/ar de$ circuito indicado se e$i/e con&eniente'ente $a ´ ´ ´ re$aci3n R / R + $o
'is'o *ue e$ &a$or de RV
de 'anera *ue %or
e$ /a$&an3'etro no circu$a corriente0 En estas condiciones se dice *ue e$ %uente esta (e*ui$ibrado) o (ba$anceado)0 Teniendo en cuenta *ue a$ no circu$ar corriente %or e$ /a$&an3'etro $os %unto , de$ circuito est-n a$ 'is'o %otencia$+ entonces: V NB =V NA
V AM =V BM
,
!e donde:
´
R x I 1 = R I 2
, %or consi/uiente:
R
,
´´
Rv I 1= R I 2
´
R x = ´ ´ R
en e$ $aboratorio se e'%$ea un ti%o de %uente deno'inado (Puente uni2$ar) en e$ *ue e$ tra'o 8BN es un a$a'bre de secci3n constante dis%uesto sobre una re/$a /raduada , en *ue $as resistencias son %ro%orciona$es a $os se/'entos (a) , (b)+ $ue/o:
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´
´ ´
R y R
´
R =b . ρ ´ ´
R =a . ρ
!onde ρ es $a resistencia %or unidad de $on/itud de$ a$a'bre0 ina$'ente+ de $as ecuaciones se obtiene: b R x = . R v a
ue nos da $a resistencia &a$or
Rv
R x
a %artir de $os se/'entos (a) , (b) , de$
0
E$ '-todo *ue acaba'os de describir es nica'ente un e4e'%$o de una fa'i$ia co'%$eta de dis%ositi&os *ue uti$i.an e$ 'is'o %rinci%io de nu$o 5ba$ance70 #e conocen co'o %uentes , &arían a'%$ia'ente0 Ree'%$a.ando a$/unas de $as resistencias %or condensadores+ inductancias+ se %ueden construir %uentes %ara $a 'edici3n de ca%acitancia e inductancia0 8uchos de e$$os uti$i.an corriente a$terna en &e. de continua0 Todos $os '-todos tienen $a &enta4a de *ue no se re*uieren 'edidores ca$ibrados %ara $a 'edici3n de $a cantidad desconocida0 La %recisi3n de $a 'edida de
R x
de%ende %rinci%a$'ente de $a
´ ´ ´ %recisi3n de Rv , R , R , ta'bi-n de sus &a$ores+ así co'o ta'bi-n
de $a sensibi$idad de$ /a$&an3'etro0 RE#I#TEN9IA EN #ERIE ; PARALELO Las co'binaciones 'as si'%$es entre resistencias son $as *ue est
9uando se a$i'enta con una batería+ $as características son: 10 La corriente *ue circu$a %or cada resistencia es $a 'is'a e i/ua$ a $a corriente tota$ 5,a *ue no se acu'u$a corriente70 I T = I 1= I 2= I 3
=0 La caída de tensi3n a tra&-s de todas $as resistencias es i/ua$ a $a su'a de $as caídas de tensi3n de cada resistencia0 >0 Las resistencias en serie se %ueden ree'%$a.ar %or una nica resistencia+ $$a'ada resistencia e*ui&a$ente *ue se de2ne co'o: Req =
V T I T
Por e4e'%$o en $a 2/ura+ cuatro resistencias en serie Req =
V T I T
=
R1 , R2 , R3 , R 4 :
V 1+ V 2 + V 3 + V 4 I T
Por $a $e, de Oh': R1=
V 1 I 1
V 2 V 3 R R = = 2 3 + I 2 + I 3 +
R4 =
V 4 I 4
Ree'%$a.ando , considerando *ue se denota %or Req =
V 1 V 2 V 3 V 4 I 1
+
I 2
+
I 3
+
I 4
Req = R1 + R2 + R3 + R4 n
En /enera$:
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Req =∑ Ri i= 1
I :
RE#I#TEN9IA# EN PARALELO #on co'binaciones de resistencias *ue tienen co'o característica %rinci%a$+ *ue $os &o$ta4es a%$icados son co'unes co'o se 'uestra en $a 2/ura:
En $as resistencias en %ara$e$o cuando se a$i'enta con una f0e0' 5batería7: 10 La caída de tensi3n ? en todas $as resistencias es $a 'is'a0 =0 La corriente *ue circu$a en cada resistencia es diferente , de%ende de$ &a$or de $a resistencia , $a su'a de $as corrientes *ue circu$an a tra&-s de cada resistencia es i/ua$ a $a corriente tota$ en $os dos %untos co'unes de $as resistencias0 I = I 1 + I 2+ I 3 + … + I n
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Por $o tanto $a resistencia e*ui&a$ente %ara e$ caso de cuatro resistencias en %ara$e$o de acuerdo a $a 2/ura es: #e/n $a $e, de Oh': I 1 =
V 1
I 2 =
R1 +
V 3 V 4 I I = = 3 4 + R3 + R 4
V 2 R2
V T =V 1=V 2=V 3 =V 4
#e tiene: Req =
V V V = = I I 1+ I 2 + I 3 + I 4 + I 5 V V V V V + + + + R1 R2 R 3 R 4 R5
!onde: 1
=
1
+
1
+
1
+
1
+
1
R eq R 1 R2 R3 R 4 R5
+…
O #ea e$ in&erso de $a resistencia e*ui&a$ente es i/ua$ a $a su'a de $as in&ersas de cada resistencia en %ara$e$o0 1
R eq
n
=∑ i =1
1
Ri
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PRO9E!I8IENTO Laboratorio física III Puente de Wheatstone
10@ !is%on/a e$ e*ui%o co'o se 'uestra en $a 2/ura0 =0@ E*ui$ibre e$ %uente+ obser&ando *ue entre $os %untos A , B no so$o e6iste $a resistencia %ro%ia de R6+ sino ta'bi-n $a resistencia de $os conductores , contactos *ue so$o %ueden des%reciarse en e$ caso de *ue $a resistencia *ue %resentan $os %untos de$ contacto de$ a$a'bre es aconse4ab$e *ue e$ %unto de contacto B este cercano a$ %unto centra$ de$ a$a'bre+ %ara esto es necesario co$ocar e$ contacto B en e$ %unto 'edio de$ a$a'bre+ $ue/o e$e/ir un &a$or adecuado %ara R& ta * $a a/u4a de$ /a$&an3'etro e6%eri'ente $a 'enor des&iaci3n %osib$e a uno u otro $ado de $a %osici3n de e*ui$ibrio+ *ue ser< recobrada %osterior'ente con %e*ueos 'o&i'ientos de$ contacto B0 Presione e$ bot3n %ara 'e4orar $a sensibi$idad de$ /a$&an3'etro0 >0@ To'e nota de $as $on/itudes a , b+ $o 'is'o *ue R&0 Los dos $ti'os %asos deben re%etirse %ara cada &a$or de R6 *ue desee 'edirse0 9onstruir tab$as de acuerdo a $a re%resentada en $a 2/ura %ara $os es*ue'as 5a7+ 5b7 ,5c70
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9AL9ULO# ; RE#ULTA!OR 10@ !eter'ine e$ &a$or de cada una de $as resistencias *ue se %resentan se/n e$ es*ue'a R
Rv
A5c'7
B5c'7
R x
R12
==
10C
D0
=10
=D
=0=
CF0G
1F0DG
==
101
D0F
=10F1
=D
>0G
CG0=
1H0F1
==
10H
D0>
=10C
=D
CF0=
=0G
=10C
==
10>
D0H
=10HC
=D
101
D0F
1F0F=
CC
CF0G
=0=
C01=
CH
10C
D0
C0=
F1
D0>
10H
F>0>
1DD
0F
C01
G=0C
1DD
=01
CF0F
F0HH
F1
CH0F
C01
1D=0HH
1D
C
1=01H
==
>0H
>G0>
1>0==
CH
CF01
=01
CF0DH
CC
C0>
0H
0DH
R23
R34
R45
R56
R67
R26
R XY
R XY
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=0@ !eter'ine $a resistencia tota$ %ara e$ es*ue'a 5 a 70
Hallamos la resistencia total:
Req = R23+ R34 + R45 + R56 Req =10 + 22 + 22 + 47 Req =101 Ω
>0@ En e$ es*ue'a 5b 7+ deter'ine $a resistencia tota$ 5R6,7 , co'%robar este resu$tado 'ediante un %rocedi'iento ana$ítico uti$i.ando $os &a$ores ca$cu$ados %ara e$ es*ue'a 5 a 70
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I?0 9ON9LU#IONE# •
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#e obser&3 en $as %ruebas+ *ue 'ientras '
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