Fisica tp 6 UTN FRBA


Trabajo práctico de Puente de Wheatstone


Objetivos del Trabajo Práctico:

Determinar el valor de diferentes resistencias mediante el circuito conocido como
“PUENTE DE HILO”, con el fin de:

a) Calcular la resistividad de una muestra.
b) Verificar las leyes de asociación de resistencias.
c) Analizar en cada caso los errores cometidos.Introducción teórica:

Para determinar el valor de una resistencia desconocida se utiliza un procedimiento muy común y preciso. El método de cero en que se emplea el circuito “puente”, conocido con el nombre de “”PUENTE DE WHEATSTONE”


Al conectar la resistencia de valor desconocido entre los vértices A y B ( Rx = R1 ), las otras resistencias pueden ajustarse demanera tal que la intensidad de corriente por las ramas BD se anule ( Ig = 0).
En estas condiciones decimos que el puente esta en equilibrado y se cumple que los productos de las resistencias ubicadas en las ramas opuestas o paralelas son iguales.

Rx . R3 = R2 . R4 (1)

Para la resolución de la práctica utilizaremos una simplificación del puente de Wheatstone. Llamado puente de hilo;donde se han sustituido los resistores R3 y R4 por un hilo conductor homogéneo de sección constante.


La fuente es una pila seca con una resistencia variable que permite modificar la Vac.
La resistencia R2 es una caja de décadas Rc.
El detector de cero es un galvanómetro en seria con un resistor de protección rp

R3 = ρ L3 / S
R4 = ρ L4 / S

Remplazando en (1) y despejando Rx

Rx =(L4 / L3) R2

Si L4 = x => L3 = L –x

Rx = [x / (L –x ) ] Rc


Materiales utilizados:

Puente de Hilo
Reostato R.
Caja de resistencias por décadas Rc.
Resistencia de protección
Muestra de constantan
Placa de resistencias para conexión serie-paralelo

Circuito eléctrico:


Desarrollo del trabajo practico:

a) Armamos el circuito, con rp al máximo.
b) Colocamos Rc en un valorpróximo al valor que se desea medir
c) Con rp al máximo se observa la deflexión de la aguja del galvanómetro. Alternativamente se va corrigiendo con Rc y disminuyendo el valor de rp tratando de logar el equilibrio con rp = 0 y cuando el galvanómetro marca 0, si no se logra el equilibrio, se ajusta variando la posición de curso. Con el valor de Rc y de x, se calcula el valor de Rx.

Rx = ( x / ( L– x ) ) Rc

d) Se desplaza la posición del cursos a izquierda de la posición de equilibrio en 2 divisiones del galvanómetro, leyendo en la regla el corrimiento de ΔXizq para ese Δα. Se calcular

Sizq = Δα / Δ Xizq

Cuador de valores:

a) Valores medidos


Rc
x
Δα
Δxizq
Δxder
Δx1
d
Δd
D
ΔD

Ω
mm
div
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
RA
15
500
2
7
8
1
1000
1
0,2
0,01R1
470
505
2
7
8
1

R2
1021
501
2
7
8
1

RS
1509
500
2
7
8
1

RP
331
500
2
7
8
1




b) Valores calculados

1. Alambre de Constantan (RA)


RA +- ΔRA = 15 Ω +- 0,24 Ω

ρ +- Δρ = 0,47 x 10 ^ -3 Ω mm +- 54,99 x 10 ^-6 Ω mm


RA = x RC / (L – x) = 500mm . 15 Ω / ( 1000 mm - 500 mm) = 15 Ω

Sizq = Δα / Δαizq = 2 div / 7 mm = 0,286 div / mmSder = Δα / Δαder = 2 div / 8 mm = 0,25 div / mm

S = ( Sizq + Sder ) / 2 = 0,268 div / mm

ΔX2 = Δα’ / S = 0,5 div / 0,268 div / mm = 1,866 mm

ΔX = 1 mm + (Δα’ / S) = 1, 866 mm + 1mm = 2,866 mm


ERA = | ΔRA | / RA = [ ( L / ( L - X) ) ]. ΔX/ X + 0,005 =

ERA = [ (1000 mm / (1000 mm – 500 mm ) ] . 2,866 mm / 500 mm + 0,005 =

ERA = 0,016

ΔRA = ERA . RA = 0,016 . 15Ω =0,24 Ω


2ΔD / D = 2 x 0,01 mm / 0,2mm = 0,1

Δd / d = 1mm / 1000 mm = 0,001

ρA = RA . πD² / 4d = 15 Ω x π (0,2mm)² / 4.1000 mm = 0,47 x 10 ^ -3 Ω mm

Eρx = ERA + 2 ΔD / D + Δd / d = 0,016 + 0,1 + 0,001 = 0,117

ΔρA = ρA . EρA = 0,47 x 10 ^ -3 Ω mm . 0,117 = 54,99 x 10 ^-6 Ω mm






2 Resistencia Numero 1(R1)

R1 +- ΔR1 = 479,49 Ω +- 5,27 Ω


R1 = x RC / (L – x) =...