Informe puente wheatstone

3. TEORÍA

La topología del Puente de Wheatstone es la mostrada en la Figura .
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Fig. N° 1.- Puente de Wheatstone

Las resistencias R1 y R3 son resistencias de precisión, R2 es una resistencia variable calibrada, Rx es la resistencia bajo medición y G es un galvanómetro de gran sensibilidad.
Si variamos R2 hasta que el galvanómetro indique cero corriente, se cumpliráque:

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Este circuito se conoce con el nombre de Puente de Wheatstone. El primero que diseñó un circuito como éste fue Sir .Hunter Chistie en 1833, pero su uso no se generalizó hasta que Charles Wheatstone lo empleó para medir resistencias en 1843.
Por lo general, la configuración con la que se representa este circuito es la mostrada en la Figura 2, y la condición de equilibrio delPuente, cuando la corriente por el galvanómetro es igual a cero, está dada por la expresión:
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Fig. 2.- Representación usual del Puente de Wheatstone.

FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA EXACTITUD DEL PUENTE.

La exactitud y precisión con la que determinemos el valor de Rx de una resistencia con un puente de Wheatstone dependen de los siguientes factores:
1.- De laexactitud y precisión de las otras tres resistencias que constituyen el puente. Si Rx está dada por la expresión:
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El error relativo de Rx en función de los errores relativos de las resistencias está dada por la expresión:
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2.- De los valores de las resistencias de precisión R1 y R3.
Cuanto menores sean los valores nominales de dichas resistencias, mayores serán las corrientes en elcircuito, y será más simple detectar variaciones de las mismas.
3.- Del valor de la fuente E. Cuanto mayor sea dicho valor, mayores serán las corrientes en el circuito, por lo que será más simple detectar variaciones en sus valores. Debido a las condiciones impuestas sobre la batería y las resistencias, se tienen que realizar los diseños tomando en cuenta las limitaciones de potencia de estas últimas.4.- De la sensibilidad del galvanómetro. Cuanto mayor sea dicha sensibilidad se podrá apreciar mejor la corriente ig, y por lo tanto se podrán ajustar las resistencias con más precisión para que la corriente sea cero.

SENSIBILIDAD DEL PUENTE DE WHEATSTONE.
La sensibilidad del puente de Wheatstone se define como el número de divisiones que deflecta el galvanómetro cuando se produce unavariación en la resistencia incógnita (Rx) o en la resistencia de ajuste (R2).
La sensibilidad del puente viene dada por:

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Para hallar experimentalmente la sensibilidad del puente se produce una variación de Rx, se observa el número de divisiones que deflecta el galvanómetro y se calcula Sp aplicando la fórmula anterior.

DISEÑO DE UN PUENTE DE WHEATSTONE.
Por lo general, cuando se va adiseñar un puente de Wheatstone se especifica para qué rango o rangos de resistencias se quiere utilizar. Por ejemplo, un puente de Wheatstone con la configuración de la Figura 3 para medir resistencias
del orden de los KW.
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Fig. 3.- Diseño de un puente de Wheatstone.

El potenciómetro Rp en serie con el galvanómetro tiene como función proteger a este dispositivo mientras realizamos losprimeros ajustes. Al comenzar el proceso de medición colocamos este potenciómetro de forma que su resistencia sea máxima, y a medida que nos vamos aproximando al valor real de la resistencia incógnita, lo vamos variando, hasta hacer que su resistencia sea igual a cero.
Las resistencias R1 y R3 van a ser resistencias de precisión (tolerancia 1% o menor), y la resistencia variable R2 va a ser unadécada de resistencias de valor máximo 100K por ejemplo, como la presentada en la Figura 4.
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Fig. 4.- Década de resistencias.
Como nos interesa hacer mediciones de resistencias del orden de 1 K( con la mayor precisión posible, vamos a hacer corresponder los valores del selector A a pasos de 1 K(. Esto significa que cuando Rx sea 1 K(, el selector A va a estar en la posición 1 y todos los...