MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA MEDIANTE EL USO DEL PUENTE DE WHEATSTONE Y APLICACIONES A LA MEDICIÓN DE TEMPERATURA

MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA MEDIANTE EL USO DEL PUENTE DE
WHEATSTONE Y APLICACIONES A LA MEDICIÓN DE TEMPERATURA
Martín Paolo Malaspina


1. RESUMEN
El objetivo del presente trabajo consiste en
mostrar la utilidad del puente de Wheatstone y sus
posibles aplicaciones, y en particular en la medición
de
temperatura
usando
como
propiedad
termométrica la resistencia eléctrica. Se midióuna
resistencia por el método convencional de medición y
se varió la tensión de alimentación para observar sus
efectos. Luego se balancea el puente con una
resistencia variable, una vez alcanzado este estado se
varía esa resistencia para observar los cambios en las
demás variables. Por último se midió la resistencia

con el puente y la temperatura del resistor para
comparar los resultados.Las conclusiones fueron
decisivas. En primer lugar el análisis de los
resultados mostró que el procedimiento usual de
medición empleado es un recurso de mucha utilidad.
En segundo lugar muestra que el grado en que la
tensión de alimentación influye en la medición de la
resistencia depende de que tan balanceado está el
puente. Por último el estudio muestra que en general
la medición deresistencia tiene muy buena exactitud.

2. INTRODUCCIÓN
El puente de Wheatstone es una clase especial de
circuito que puede ser utilizado para medir
resistencias, capacitancias o inductancias con gran
exactitud. El puente de resistencias o puente de
cuatro ramas inventado por C. Wheatstone en
1843 es uno de los métodos más utilizados para
medir valores por encima de
con gran
exactitud. Pararesistencias menores a
se
utiliza el llamado puente de Kelvin. Un Puente de
Wheatstone se compone de una fuente de tensión
y de dos divisores de tensión en paralelo como se
muestra en la figura 1. Se dice que el puente esta
balanceado si
y cuando se cumple esta
condición,
el voltaje
se divide
en
el
camino
que
contiene a
las

1

resistencias
y
en la misma proporción que
enel camino que contiene a las resistencias
y
, pudiendo obtener así el valor de la resistencia
desconocida
en función de ,
y.
Las relaciones de los divisores resistivos son

En la condición de balance,
o
Igualando entonces las expresiones para
obtiene

Despejando

se tiene

.
y

se

. Esta relación la podemos encontrar como
sigue: la diferencia de potencial entre
y
enfunción de
es

Para hallar el valor de
el método
experimental consiste entonces en balancear el
puente. Para este propósito se dejan fijas las
resistencias
y
y se varía
hasta que
. Con la expresión anterior se determina
entonces la resistencia incógnita.
Sentadas las bases experimentales se
plantea el siguiente interrogante: si se debe medir
la resistencia
para conocer
, ¿Cuál será lamotivación para la utilizar este procedimiento y
no medir directamente
con el óhmetro?
En la práctica el puente de Wheatstone no
sólo se usa para medir el valor de una resistencia
estática como se mostró anteriormente, sino que
también se utiliza para medir variaciones
pequeñas en
debidas a la temperatura. A veces
hay cambios muy pequeños para ser medidos por
el DMM. Entonces en estoscasos podemos utilizar
el puente balanceado para un valor de
(
). Luego cualquier cambio
en
se reflejara
en una tensión
distinta de cero relacionada con

Suponiendo que la variación
es
pequeña y que
es el valor de la resistencia
inicial, podemos hacer la siguiente aproximación
de Taylor de primer orden en un entorno de
:

donde

Si se supone que el puente está balanceado con
,entonces
. Reemplazando
este valor en la expresión de Taylor se tiene

3. MATERIALES Y MÉTODOS
Se
realizaron
tres
experimentos con el puente, y
para su desarrollo será necesario
contar con los siguientes
materiales e instrumentos:
 Protoboard
 Fuente de CC
 DMM (Digital Multimeter)
 Resistores de varios valores
de resistencia
 Sensor RTD (resistance
temperature detector)...