Medicion de resistencias puente wheatstone

MEDICION DE RESISTENCIAS: EL PUENTE DE WHEATSTONE

1. OBJETIVOS:
Analizar en forma experimental el principio de funcionamiento del puente Wheatstone en régimen de corriente continua.
Conocer el procedimiento de medición con el instrumento Puente de Wheatstone para cualquier valor de resistencia.
2. MARCO TEORICO:
Las mediciones mas precisas de la resistencia de obtienen con un circuitollamado puente de Wheatstone, en honor al fisico britanico Charles Wheatstone. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre si en forma de diamante.

Se aplica una corriente continua a traves de dos puntos opuestos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro como detector de cero a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias senivelan, las corrientes que circulan por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el paso de corriente por el galvanómetro. Variando el valor de la resistencia deconocida, que se calcula a partir de los valores de las otras resistencias de los componentes de un circuito. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Estos puentes se suelendenominar puentes de corriente alterna. A menudo los puentes de se nivelan con un timbre en vez de un galvanómetro, que cuando el puente mo esta nivelado emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna, cuando se ha nivelado no se escucha ningún tono.











Donde el valor de Rx, se obtendrá cuando el puente este equilibrado, es decir que la corrienteque pasa por el galvanómetro es cero, entonces Rx será igual a:




Comercialmente este circuito se complica un poco ya que se deben hacer mediciones exactas en un amplio campo de valores.
Si la Rx es un valor muy pequeño y R1, R2 y R3 son de un valor elevado es difícil encontrar el equilibrio, por lo que debemos emplear un puente con varios alcances de medida.

En un instrumento comercialel Puente de Wheatstone, la relacion R2/R1 se controlará mediante un dial (Factor del Dial Multiplicador) que cambia esta relacion por decadas es decir factores de 10, asi la relacion se puede ajustar a 10-3, 10-2, 10-1, 1, 10, 102, etc.
La variación de la resistencia R3 se logrará con cuatro reostatos de decadas para hacer el ajuste fino de la medida (El valor total de medicion de los DIALES).Entonces la resistencia desconocida de valor Rx, será igual a:

Rx = (Factor del dial multiplicador) x (El valor total de medición de los diales)









• PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:

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 R2hasta que el galvanómetro indique cero corriente, se cumplirá que:

Vac = Vbc





Donde:

Por lo tanto:

De aquí podemos deducir:

Por lo tanto:


Este circuito se conoce con el nombre de puente de Wheatstone. El primero que diseñó un circuito como éste fue S. Hunter Chistie en 1833, pero su uso no se generalizó hasta que Charles Wheatstone lo empleó para medir resistenciasen 1843.

Por lo general, la configuración con la que se representa este circuito es la mostrada en la Figura 4, y la condición de equilibrio del Puente, cuando la corriente por el galvanómetro es igual a cero, está dada por la expresión:

R1 R2 = R3 Rx



• FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA EXACTITUD DEL PUENTE:
La exactitud y precisión con la que determinemos el valor de Rx de unaresistencia con un puente de Wheatstone dependen de los siguientes factores:

1.- De la exactitud y precisión de las otras tres resistencias que constituyen el puente. Si Rx está dada por la expresión:


El error relativo de Rx en función de los errores relativos de las resistencias está dada por la expresión:




2.- De los valores de las resistencias de precisión R1 y R3. Cuanto menores...