Informes

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

Informe de Laboratorio de Física III
(Experiencia Nº7)

Puente de Wheatstone


I.- OBJETIVOS:


• Determinar los valores de resistencias desconocidas, utilizando el Puente de Wheatstone.

• Estudiar la versatilidad del circuito puente.



II.- FUNDAMENTO TEORICO:

• Puente de Wheatstone.- El circuito que se observa como montaje, es elPuente de Wheatstone, el cual se utiliza mucho par efec¬tuar medidas de resistencia rápidas y precisas. Fue ideado en 1843 por el físico inglés Charles Wheatstone. En dicho montaje, M, N y P son resisten¬cias variables previamente calibradas, y X representa la resistencia desconocida.

Para utilizar el puente se cierran los interruptores K1 y K2, y se ajusta la resistencia P hasta que elgalvanómetro G no experimente desviación. Los puntos b y c están entonces al mismo potencial; o en otras palabras, la caída de potencial entre a y b es igual a la que existe entre a y c. Asimismo, la caída de potencial entre b y d es igual a la existente entre c y d.



Fig.1: Diagrama del Puente de Wheatstone.

Dado que la intensidad de la corriente en el galvanómetro es nula, la intensidad de lacorriente en M es igual que en N, o sea I1, y la intensidad de la corriente en P es igual que en X, o sea, I2. Entonces, como Vab = Vac, se deduce que:
.................. (1)

y puesto que Vbd = Vcd,
................ (2)

Si se divide la segunda ecuación por la primera, se obtiene:

...............(3)

Por consiguiente, si se conocen M, N y P puede calcularse X. Para facilitar elcálculo, la razón M/N se hace igual en la práctica a cierta potencia entera de 10, tal como 0,01; 1; 100; etc.
Durante los tanteos preliminares, cuando el puente puede hallarse lejos del equilibrio y Vbc ser muy grande, el galva¬nómetro ha de protegerse con el Shunt S. Una resistencia grande, comparada con la del galvanómetro, está conectada constantemente entre los bornes del mismo. Cuando elcontacto deslizante se halla en el extremo izquierdo de la resistencia, por el galvanómetro no pasa fracción alguna de la corriente que circula entre b y c. En una posición como la representada, la parte de la resistencia situada a la derecha del contacto deslizante que se halla en serie con el galvanómetro, y su combinación está shuntada por la porción situada a la izquier¬da de aquel; porconsiguiente, solo una fracción de la co¬rriente pasa a través del galvanómetro. Con el contacto desli¬zante en el extremo derecho de la resistencia, toda la co¬rriente pasa a través del galvanómetro, excepto la pequeña fracción que atraviesa la resistencia. Según esto, el aparato se encuentra completamente protegido cuando el contacto desli¬zante está en el extremo izquierdo de la resistencia, y tienesu máxima sensibilidad cuando está en el extremo derecho.

Si algunas de las resistencias son inductivas, los potencia¬les Vb y Vc pueden tardar tiempos distintos en alcanzar sus valores finales al cerrar K1, y si el galvanómetro está conec¬tado entre b y c, señalará una desviación inicial aunque el puente se halle en equilibrio. Por ello, K1 y K2 están combi¬nados frecuentemente con una doblellave que cierra primero el circuito de la batería y después el del galvanómetro, una vez extinguidas las corrientes transitorias.
Existen en el comercio puentes portátiles que contienen un galvanómetro y pilas secas. La razón M/N puede hacerse igual a una potencia entera de 10 entre 0,001 y 1000 mediante un solo mando, y el valor de R se obtiene accionando cuatro mandos en forma de cuadrantes.III.- RECOLECCION DE DATOS:

• Arme el circuito como se muestra en la figura, considere un valor adecuado en su caja de resistencias (R1) y use una de las resistencias (RX) del tablero de resistencias.









• Varíe la posición de contacto deslizante D, a lo largo del hilo hasta que la lectura del galvanómetro sea cero.

• Anote en la Tabla Nº1 los valores de longitudes del...