ELECTRICIDAD

Instituto tecnológico de Chetumal


Ingeniería eléctrica


Mediciones eléctricas


3 A











PUENTES DE C.A. Y C.C.

Como la impedancia de una rama depende tanto del valor de los parámetros de los elementos circuitales como de la frecuencia de operación, esta última también tiene influencia sobre el balance del puente, por lo que en general, además de indicar losvalores de resistencias, capacitancias e inductancias para los cuales se obtiene dicho balance, es necesario especificar la frecuencia a la que se está trabajando.
Algunos puentes se diseñan de tal forma que el balance de los mismos no depende de la frecuencia de operación, pero estos son casos particulares y no constituyen la regla general.
En este análisis estamos suponiendo que los parámetros delos elementos del circuito, esto es, las resistencias, capacitancias e inductancias, son independientes de la frecuencia dentro de rango en que estamos trabajando.
El rango de frecuencias en el que va a operar un determinado puente depende del oscilador y del detector de cero utilizados en su diseño. Entre los detectores más empleados se encuentran los audífonos, los galvanómetros de AC y lososciloscopios.

Con los puentes de corriente alterna podemos determinar tanto la componente reactiva como la resistiva de un elemento real. El determinar los parámetros del modelo serie o del modelo paralelo dependerá de la configuración del puente que estemos utilizando, como veremos más adelante.
Por lo general, el elemento real no se especifica indicando su parámetro reactivo y su resistenciasino que en lugar de esta última, se indica el valor de sus parámetros Q o D. Estos últimos están definidos de la siguiente forma:


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PUENTE DE MAXWELL.
Dado un inductor real, el cual puede representarse mediante una inductancia ideal con una resistencia en serie (Lx, Rx), la configuración del puente de Maxwell permite determinar el valor de dichos parámetros a partir de un conjunto deresistencias y un condensador, ubicados de la forma mostrada en la Figura 3.

El hecho de utilizar un capacitor como elemento patrón en lugar de un inductor tiene ciertas ventajas, ya que el primero es más compacto, su campo eléctrico externo es muy reducido y es mucho más fácil de blindar para protegerlo de otros campos electromagnéticos.
La relación existente entre los componentes cuando elpuente está balanceado es la siguiente:


En primer lugar, podemos observar que los valores de Lx y Rx no dependen de la frecuencia de operación, sino que están relacionados únicamente con los valores de C1 y R1, R2 Y R3.
Por otra parte, existe una interacción entre las resistencias de ajuste, ya que tanto R1 como R3 intervienen en la ecuación de Rx, mientras que en la de Lx solo interviene R3.
Deacuerdo con esto, es necesario realizar varios ajustes sucesivos de las dos resistencias variables hasta obtener la condición de cero en el detector. Por lo tanto, el balance de este tipo de puente resulta mucho más complejo y laborioso que el de un puente de Wheatstone de corriente continua.



El puente tipo Maxwell también se utiliza para determinar el valor de condensadores reales cuyomodelo circuital consta de una conductancia ideal en paralelo con una resistencia que representa las pérdidas óhmicas. La configuración del circuito en este caso es la presentada en la Figura 4.

La ecuación en la condición de equilibrio es:



Como en el caso anterior, los valores de Cx y Rx son independientes de la frecuencia, e igualmente existe interacción entre los elementos de ajuste,debido a que ambos aparecen en la expresión de Rx.
Si los parámetros de ajuste fuesen R1 y C1 en lugar de R1 y R3, desaparecería la interacción presente actualmente.

La desventaja de un puente en el que el elemento variable es un condensador es el hecho de que resulta difícil hallar capacitores variables de precisión con valores comprendidos dentro de un rango adecuado para poder hacer un...