Puente Unifiliar

Puente Unifilar de Wheatstone

I. OBJETIVOS

* Establecer el valor de cada una de las resistencias de carbón sometidas a estudio, mediante la configuración de puente Wheatstone.

* Determinar el valor de la resistencia equivalente para un grupo de resistencias combinadas en serie y en paralelo, a través de la configuración de puente Wheatstone.

II. FUNDAMENTOTEÓRICO

En el presente laboratorio utilizaremos y aplicaremos los siguientes conceptos:

a) Resistencia Eléctrica:
La resistencia eléctrica es la relación existente entre la diferencia de potencial eléctrico al que se somete a un medio o componente y la intensidad de la corriente que lo atraviesa:
R = V/I

La resistencia eléctrica se suele representar con la letra R, y su unidad en elSI es el ohmio, definido como la resistencia de un conductor en el cual la corriente es de un amperio cuando la diferencia de potencial entre sus extremos es de un voltio. El inverso de la resistencia se denomina conductancia eléctrica y su unidad es el siemens.
De la ecuación anterior se desprende que cuanta menor sea la intensidad de la corriente, mayor será la resistencia, por ello se diceque la resistencia eléctrica es una medida de la dificultad que opone un conductor al paso de la corriente a su través.
l = Longitud
s = Sección
ρ = Resistividad (Característica para cada material y temperatura)

Para una gran variedad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica no depende de la cantidad de corriente o la diferencia de potencial aplicada por lo que ambas sonproporcionales, siendo la resistencia de un conductor función de las características del material y la temperatura a la que éste se encuentra:
R = l ρ / s

b) El puente de Wheatstone
El puente de Wheatstone es un circuito diseñado para encontrar la resistencia (o en general la impedancia) de un componente sabiendo la de otros tres componentes. La escena muestra un esquema del puente deWheatstone en el que las resistencias conocidas son r1, r2 y R2 (que es una resistencia variable). La incógnita es R1. La idea es "equilibrar" el puente buscando un valor de la resistencia variable R2 con el cual la diferencia de potencial entre los nodos A y B sea cero. En la escena el alumno deberá buscar el valor de R2 que equilibre el puente de Wheatstone y calcular el valor de la resistencia R1.Supongamos que las resistencias r1, r2, R2 y R1 hacen que el puente de Wheatstone esté equilibrado, es decir, no hay diferencia de potencial (y por tanto no pasa corriente) entre los puntos A y B.
i1 = I1, i2 = I2
Sean i1 la corriente en r1, i2 la corriente en r2,   I1 corriente en R1 e  I2 la corriente en R2. Entonces, aplicando la segunda ley de Kirchoff (la suma de las corrientes en unnodo son cero) en A y B se obtiene:

Por otro lado, aplicando la primera ley de Kirchoff (la suma de las variaciones de potencial en un bucle cerrado es cero) a los bucles izquierdo y derecho del circuito, se obtiene:
r1i1 = r2i2, R1I1 = R2I2
Usando las dos primeras ecuaciones para eliminar i1 e i2 en las segundas obtenemos:
r1I1 = r2I2, R1I1 = R2I2
r1/R1 = r2/R2Dividiendo término a término la primera de dos últimas igualdades por la segunda se obtiene:

Esta última fórmula permite encontrar R1 conociendo r1, r2 y R2.
c) Galvanómetro:
Los galvanómetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente eléctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad que suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicoscausados por el paso de la corriente.

En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente.
En el...