4_Puente_de_Wheatstone_B

MANUAL DE LAB ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Divisor de tensión y puente de
Wheatstone
1.




2.

OBJETIVOS.
Determinar los valores de resistencias desconocidas, utilizando el Puente de
Wheatstone.
Estudiar la versatilidad del circuito puente.

Fundamento teórico.
DIVISOR DE TENSIÓN

I Divisor de tensión libre de carga.
En la tecnología de medición, a menudo es necesario derivar pequeñas tensionesa partir de
una tensión disponible. Esto es posible por medio de un divisor de tensión. Un divisor de
tensión, como se muestra en la imagen siguiente, se compone de dos resistencias, R1 y R2,
conectadas en serie.
En los bornes externos se aplica la tensión de
alimentación U, la cual se divide en las tensiones
U1 y U2. De acuerdo con la ley de división de
tensión, es válido lo siguiente:

Laintensidad de corriente en el divisor de tensión,
de acuerdo con la ley de Ohm, tiene el siguiente
valor:
y la caída de tensión en las dos resistencias es igual a:

Si se introducen los valores calculados de intensidad de corriente en estas dos ecuaciones, se
obtiene la siguiente ecuación para ambas divisiones de tensión:

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Estas ecuaciones sólo son válidas,si no se toma corriente del divisor de tensión, esto es, si se
encuentra libre de carga.
II Divisor de tensión con carga.
Si se conecta una carga al divisor de tensión (en la imagen
siguiente una resistencia de carga RL), se habrá sometido a cargar el divisor de tensión. A través
de la resistencia de carga circula la corriente de carga IL y, a través de la resistencia R2, la
componente transversalde corriente IQ. A través de R1 fluye la suma de estas dos corrientes. La
componente transversal de corriente IQ genera pérdidas de calor en R2.

En el caso de los divisores de tensión libres de carga, la tensión de R2 es proporcional a la relación
que existe entre R2 y la resistencia total R1 + R2. En el caso de los divisores de tensión sometidos a
carga, éste no es el caso puesto que se obtieneuna característica más o menos curvada, que se
diferencia más fuertemente de la característica lineal del divisor de tensión sin carga, mientras
menor sea la resistencia de carga, en función de la resistencia total R1 + R2 de este último, esto es,
mientas mayor sea la corriente de carga en función de la componente transversal de corriente.
Esto se debe a que el divisor de tensión sometido a cargase compone del circuito en serie de R1 y
del circuito en paralelo de R2 y RL. La resistencia de compensación R2 * de este circuito en paralelo
se puede calcular de la siguiente manera:

Por tanto, para la tensión de carga UL del divisor de tensión es válido:

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El divisor de tensión libre de carga se obtiene aquí permitiendo que la resistencia de cargaRL se
aproxime al infinito. En cada uno de estos dos casos se puede despreciar la resistencia R2 en
relación a RL:

RL se puede abreviar y se obtiene la ecuación ya encontrada en el párrafo anterior para el divisor
de tensión libre de carga. La tensión de carga del divisor de tensión sometido a ella es, por tanto,
siempre menor que en el caso de que no exista carga (marcha en vacío).
Las corrientesIL e IQ se pueden calcular si se conoce el valor de UL por medio de la ley de Ohm; la
corriente total I se obtiene por medio de la suma de estas dos corrientes.

Circuito puente

El circuito puente se compone de la conexión en paralelo de dos
divisores de tensión, de acuerdo con la siguiente imagen.
Si el divisor de tensión "superior" (compuesto por las
resistencias R1 y R2) divide la tensión dealimentación
en la misma relación que el divisor de tensión
"inferior" (compuesto por las resistencias R3 y R4),
entonces, entre los puntos C y D no existe ninguna
tensión (UD = 0). En este caso se afirma que los
puentes mantienen una condición de equilibrio. La
condición de equilibrio es la siguiente:

Si se reemplazan las resistencias R3 y R4 por una
resistencia ajustable, se puede emplear el...