Practicas De Circuitos

PRÁCTICA 6
PUENTE DE WHEATSTONE
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OBJETIVOS

1. Analizar y comprender el circuito Puente de Wheatstone.
2. Comprender la configuración Puente de Wheatstone en equilibrio, y su importancia en la instrumentación electrónica.
3. Implementar el circuito Puente de Wheatstone en aplicaciones prácticas con sensores.

INTRODUCCIÓNEl circuito cuya configuración se le conoce como “Puente de Wheatstone”, fue originalmente inventado por Samuel Hunter Christie en 1832, pero su nombre es debido a las aplicaciones que le dio Sir Charles Wheatstone en 1843. El puente de Wheatstone se emplea para determinar, con gran precisión, el valor de una resistencia desconocida utilizando para ello su relación con otras tres resistenciasde valor conocido.
El puente de Wheatstone puede ser operado en una condición equilibrada o desequilibrada. Esta depende del tipo de aplicación.

El esquema del puente de Wheatstone es el siguiente:

Como se observa el puente cuenta con cuatro ramas resistivas con; R1, R2 y R3 son resistencias de valor conocido, R4 es la resistencia desconocida Rx. Además una fuente E de voltaje y unmultímetro G.

Análisis teórico
En la figura 1, la corriente que pasa por el galvanómetro depende de la diferencia de potencial entre los puntos c y d. Se puede obtener una relación matemática para el valor de la resistencia desconocida cuando el puente esta en equilibrio, es decir, cuando la diferencia de potencial en medido por G es 0V, por lo tanto no existe corriente en él. Ahora bien, ésteequilibrio aparece cuando el voltaje a-c es igual al voltaje a-d o el voltaje b-c sea igual al voltaje b-d, según la terminal de la fuente que se tome en cuenta. Entonces:

, = (Ecuacion1)

Y también se tiene como consecuencia:I1I4=ER1+R4 (Ecuacion2, 3)
Sustituyendo 2 y 3 en 1, tenemos:



(Ecuacion4)

Esta última expresión es la expresión para el equilibrio del puente de Wheatstone, y, si R4 es Rx entonces la ecuación quedeterminará el valor de Rx es:


(Ecuacion5)

Una aplicación muy interesante del “Puente Wheatstone” en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus resistencias de acuerdo a lavariación de las variables físicas medidas).

MATERIAL Y EQUIPO
1. 4 resistencias de 0.25w con diversos valores, al menos dos de ellas iguales.
2. 1 multímetro.
3. 1 protoboard.
4. Fuente de voltaje variable de 3v a 18v.
5. Sensores (temperatura, iluminación, presión, IR, etc.)
6. Cables.
7. Potenciómetro con un valor mayor a la resistencia R4.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.Arme el circuito de la figura 1.
2. Equilibre el Puente con el potenciómetro en el lugar de la resistencia R3.
3. Mida la corriente en todas las ramas.
4. Coloque un sensor en el lugar de la resistencia R4.
5. Equilibre nuevamente el Puente.
6. Mida el valor de la resistencia en el potenciómetro.
7. Provoque un cambio en el parámetro físico que mide el sensor.8. Equilibre nuevamente el puente.
9. Mida la nueva resistencia del potenciómetro.

RESULTADOS

1. Mostrar tablas comparativas entre las corrientes medidas y calculadas para cada una de las ramas.
2.- Grafique el valor de resistencia contra el parámetro medido por el sensor.
3.- Discutir los resultados de la gráfica.
4.- Mostrar simulaciones que comprueben lo calculado...