Lab. mediciones
Páginas: 6 (1370 palabras)
Publicado: 1 de marzo de 2012
PUENTES DE MEDIDA
Los puentes de medida de resistencias, también llamados métodos de cero, se utilizan fundamentalmente en la realización de Medidas de Laboratorio.
Se basan en la comparación de la resistencia a medir con otras resistencias patrón regulables, siendo ésta comparación válida cuando el puente se encuentra en equilibrio, y que se detecta mediante un indicador decorriente nula (galvanómetro) en un lugar determinado del puente. Por este motivo, la exactitud de la medida no depende de la clase del instrumento, sino de la sensibilidad.
Los puentes más utilizados son: el de Wheatstone, el de hilo y el de Thomson.
PUENTE DE WHEATSTONE
Este puente está compuesto por tres resistencias patrón de valor regulable, una resistencia cuyo valor es desconocido,una fuente de tensión continua y un galvanómetro que se encarga de detectar el paso de la corriente en la rama en la que está conectado. La disposición de los elementos la efectuamos según el esquema del circuito de la figura 1.
Figura 1
Decimos que el puente está en equilibrio cuando el galvanómetro no indica paso de la corriente, es decir que la intensidad Ig es cero. En ese momento, lacaída de tensión entre los puntos C y D es también cero: UCD = 0 (cero), lo que determina que:
[pic]
[pic]
Si sustituimos éstas tensiones por su valor en función de corriente y de resistencia en cada rama (ley de Ohm):
[pic]
[pic]
Si dividimos ambas ecuaciones entres sí, nos queda:
[pic]
Teniendo en cuenta que el puente se encuentra en condición de equilibrio,[pic][pic] y [pic], entonces la igualdad anterior queda expresada de la siguiente forma:
[pic]
de esta igualdad podemos despejar la resistencia desconocida, que nos quedará en función de las otras tres. Por ejemplo si tomamos como la resistencia desconocida a R1, podríamos conocer su valor con la expresión:
[pic]
[pic]
Las resistencias de valor conocido son generalmente de valorregulable, y el procedimiento aconsejable es mantener constante la relación [pic] y variar el valor de R2 hasta lograr que el galvanómetro no acuse paso de la corriente.
Los errores que se cometen al utilizar una medida mediante el puente de Wheastone se deben fundamentalmente a:
• Inexactitud de las resistencias patrón
• Insuficiente sensibilidad del galvanómetro
• Fuerzas electromagnéticasque se pueden producir en el galvanómetro y en todas las uniones entre metales diferentes.
• Variación del valor de las resistencias patrón y de la resistencia a medir debido a cambios de temperatura.
Podemos hacer una clasificación de los puentes de Wheatstone según sea su fabricación:
a) Montados en Laboratorios
Se utilizan tres resistencias patrón separadas, un galvanómetro, unafuente de alimentación de corriente continua y elementos auxiliares tales como: interruptores, cables para efectuar las conexiones, etc. La exactitud y el alcance de la medida dependen fundamentalmente de la exactitud de las resistencias patrón y la sensibilidad del galvanómetro.
b) Semicompletos
Están formados por una caja en la que están incluidas las resistencias de medida correctamenteconectadas entre sí, con sus correspondientes interruptores y elementos auxiliares. Disponen también de bornes para conectar el galvanómetro y la fuente de alimentación.
c) Completos
Constan de las resistencias de medida, una fuente de alimentación y el galvanómetro. No son tan exactos como los anteriores, aunque por su comodidad de manejo, se utiliza en medidas rápidas que no requieren mayorexactitud.
En todos los casos, las resistencias que forman la relación [pic] se eligen de forma tal que dicho cociente sean potencias de diez, por ejemplo: 10-2, 10-1, 10,102, 103 ... La resistencia R2 suele ser una resistencia de décadas que puede variar su valor en décimas o centésimas de ohm, por ejemplo, una resistencia a décadas puede regularse de 0.1 a 9999,9[pic]. La figura 2...
Los puentes de medida de resistencias, también llamados métodos de cero, se utilizan fundamentalmente en la realización de Medidas de Laboratorio.
Se basan en la comparación de la resistencia a medir con otras resistencias patrón regulables, siendo ésta comparación válida cuando el puente se encuentra en equilibrio, y que se detecta mediante un indicador decorriente nula (galvanómetro) en un lugar determinado del puente. Por este motivo, la exactitud de la medida no depende de la clase del instrumento, sino de la sensibilidad.
Los puentes más utilizados son: el de Wheatstone, el de hilo y el de Thomson.
PUENTE DE WHEATSTONE
Este puente está compuesto por tres resistencias patrón de valor regulable, una resistencia cuyo valor es desconocido,una fuente de tensión continua y un galvanómetro que se encarga de detectar el paso de la corriente en la rama en la que está conectado. La disposición de los elementos la efectuamos según el esquema del circuito de la figura 1.
Figura 1
Decimos que el puente está en equilibrio cuando el galvanómetro no indica paso de la corriente, es decir que la intensidad Ig es cero. En ese momento, lacaída de tensión entre los puntos C y D es también cero: UCD = 0 (cero), lo que determina que:
[pic]
[pic]
Si sustituimos éstas tensiones por su valor en función de corriente y de resistencia en cada rama (ley de Ohm):
[pic]
[pic]
Si dividimos ambas ecuaciones entres sí, nos queda:
[pic]
Teniendo en cuenta que el puente se encuentra en condición de equilibrio,[pic][pic] y [pic], entonces la igualdad anterior queda expresada de la siguiente forma:
[pic]
de esta igualdad podemos despejar la resistencia desconocida, que nos quedará en función de las otras tres. Por ejemplo si tomamos como la resistencia desconocida a R1, podríamos conocer su valor con la expresión:
[pic]
[pic]
Las resistencias de valor conocido son generalmente de valorregulable, y el procedimiento aconsejable es mantener constante la relación [pic] y variar el valor de R2 hasta lograr que el galvanómetro no acuse paso de la corriente.
Los errores que se cometen al utilizar una medida mediante el puente de Wheastone se deben fundamentalmente a:
• Inexactitud de las resistencias patrón
• Insuficiente sensibilidad del galvanómetro
• Fuerzas electromagnéticasque se pueden producir en el galvanómetro y en todas las uniones entre metales diferentes.
• Variación del valor de las resistencias patrón y de la resistencia a medir debido a cambios de temperatura.
Podemos hacer una clasificación de los puentes de Wheatstone según sea su fabricación:
a) Montados en Laboratorios
Se utilizan tres resistencias patrón separadas, un galvanómetro, unafuente de alimentación de corriente continua y elementos auxiliares tales como: interruptores, cables para efectuar las conexiones, etc. La exactitud y el alcance de la medida dependen fundamentalmente de la exactitud de las resistencias patrón y la sensibilidad del galvanómetro.
b) Semicompletos
Están formados por una caja en la que están incluidas las resistencias de medida correctamenteconectadas entre sí, con sus correspondientes interruptores y elementos auxiliares. Disponen también de bornes para conectar el galvanómetro y la fuente de alimentación.
c) Completos
Constan de las resistencias de medida, una fuente de alimentación y el galvanómetro. No son tan exactos como los anteriores, aunque por su comodidad de manejo, se utiliza en medidas rápidas que no requieren mayorexactitud.
En todos los casos, las resistencias que forman la relación [pic] se eligen de forma tal que dicho cociente sean potencias de diez, por ejemplo: 10-2, 10-1, 10,102, 103 ... La resistencia R2 suele ser una resistencia de décadas que puede variar su valor en décimas o centésimas de ohm, por ejemplo, una resistencia a décadas puede regularse de 0.1 a 9999,9[pic]. La figura 2...
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