Ejercicios de electronica industrial

Boletín Electrónica Industrial

Tema 2 Instrumentación Electrónica

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Tema 2. Instrumentación Electrónica

Ejercicio 1: Un puente de Wheatstone de Corriente Continua (CC) de la figura tiene las resistencias: R1 = 500 Ω, R2 = 20 Ω y R4 = 200 Ω. Calcular el valor que tiene que tener R3 para que el puente esté en equilibrio.

R1 Vref Volts R4 Vs

R2

R3 R3 = R0(1+x)Solución: Para calcular la resistencia R3 es necesario que el puente esté equilibrado (Vs = 0) para el valor x=0, hay que escoger los valores iniciales de las resistencias tal que cumplan la siguiente condición de equilibrio:
R1 R4 R2 R0 K

Sustituyendo valores obtenemos:
500 200 20 R0 K

Despejando: R0 = 8 Ω

También es posible resolver el EJERCICIO utilizando la teoría de circuitos y la ecuaciónvista en teoría.
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Tema 2. Instrumentación Electrónica

Vs

Vref

R3 R2 R3 R1

R4 R4

Ejercicio 2: El puente de Wheatstone de la figura de Corriente Continua tiene una alimentación de 6,0 V (Vref). ¿Cuál será el valor de Vs cuando las resistencias son: R1=60 Ω, R2=20 Ω, R3= 10 Ω y R4= 31 Ω? ¿Se cumple la condición de equilibrio? ¿Ocurre lo mismo si R4= 30 Ω?

R1 VrefVolts R4 Vs

R2

R3

Solución: A partir de la ecuación vista en teoría, que se puede obtener mediante la resolución del circuito, se trata simplemente de sustituir los valores de las resistencias y de la fuente para hallar Vs.

Vs

Vref

R3 R2 R3 R1

R4 R4

Vs

6,0

10 20 10

31 60 31

Vs = -0,044 ¿Está en equilibrio? No, porque Vs≠0 y no se cumple la condición de equilibrio.R1 R4 R2 R3 K

60 31

20 R3

K

Para que se cumpla R3 debería ser 10 Ω, pero si despejamos se obtiene 10,333.
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Si R4=30 Ω, entonces se cumple la condición de equilibrio y, además, se cumple que Vs=0. Para la condición de equilibrio:
R1 R4 R2 R3 K

60 30

20 10

K

2=2=K Para Vs:

Vs

Vref

R3 R2 R3 R1

R4 R4

Vs6,0

10 20 10
Vs = 0

30 60 30

Ejercicio 3: Un puente de Wheatstone de Corriente Continua (CC) de la figura tiene una alimentación de 5,0 V (Vref) y un galvanómetro de resistencia 50 Ω (Rg). ¿Cuál será la corriente a través del galvanómetro cuando las resistencias en los brazos del puente R1 = 120 Ω, R2=120 Ω, R3=120 Ω y R4 = 120 Ω?

R1 Vref Volts A Rg R4

R2 B R3

Solución: Alcumplirse la condición de equilibrio, la tensión entre A y B será 0, y por lo tanto, según la ley de Ohm IAB=0.

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Ejercicio 4: En un puente de Wheatstone de Corriente Continua (CC) con Vref = 5 V, se tiene un galvanómetro con sensibilidad 10 mm/µA y una resistencia interna Rg= 100 Ω. Calcular la deflexión del galvanómetro causada por lavariación de Resistencia de la Rama BC de 5 Ω en el siguiente circuito:

B

C
Solución: Puente de Wheatstone utilizado para medición de resistencia:

Si Vcd = Vdb el puente se encuentra en equilibrio. Si Vcd=Vac-Vad=I1R1-I2R2 Sacando equivalentes de Thévenin sin galvanómetro:

Esta es la ecuación de la Tensión del generador Thévenin.

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Laecuación de la Resistencia Thévenin será:

Cuando nuestro detector de cero o galvanómetro se conecta en las terminales cd, la corriente del galvanómetro:

Donde Ig = corriente del galvanómetro y Rg = Resistencia del galvanómetro.

La deflexión del galvanómetro es:

Ejercicio 5: Una célula de carga basada en galgas extensiométricas presenta una avería que se traduce en una imposibilidad deobtener una salida nula en ausencia de carga. Para averiguar las posibles causas de dicha avería se desconecta la alimentación del puente
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(terminales 1 y 2) y el amplificador (terminales 3 y 4), y se procede a una serie de medidas de resistencia que dan los siguientes resultados: entre 1 y 2, 127 Ω; entre 1 y 3, 92 Ω; entre 1 y 4, 92 Ω;...