Laboratorio 4

Manual de laboratorio de Electricidad y Magnetismo Física III

Divisor de tensión y puente de Wheatstone
Experiencia 4
1.- OBJETIVOS
1. Derivar pequeñas tensiones a partir de una tensión disponible.
2. Si se conecta una carga al divisor de tensión (resistencia de carga RL), se habrá
sometido a cargar el divisor de tensión.
3. El circuito puente se compone de la conexión en paralelo de dosdivisores de tensión.

2.- MATERIALES
Para este experimento usamos tarjeta insertable UniTr@in de Divisor de tensión, SO42016E,

3.- FUNDAMENTO TEÓRICO

DIVISOR DE TENSIÓN
I Divisor de tensión libre de carga.
En la tecnología de medición, a menudo es necesario derivar pequeñas tensiones a partir
de una tensión disponible. Esto es posible por medio de un divisor de tensión. Un divisor de
tensión, como semuestra 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:

La intensidad de corriente en el divisor de tensión,
de acuerdo con la ley de Ohm, tiene el siguiente
valor:
y la caída detensión 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 librede 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 transversal de corriente IQ. A través de R1 fluye la suma de estas
dos corrientes. Lacomponente 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 obtiene una característica más o menos
curvada, que se diferencia más fuertemente dela 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 carga se compone
del circuito en serie de R1 y del circuito en paralelo de R2 yRL. 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:

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

RL sepuede 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 corrientes IL 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 pormedio de la suma de estas dos corrientes.

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Experimento: Divisor de tensión
En el siguiente experimento se deben analizar dos divisores de tensión diferentes en lo relativo
a las divisiones de tensión con carga.
Monte el circuito experimental representado a continuación:
.
Ajustes del voltímetro A
Rango de...