Puente de hilo

Práctica − El puente de hilo
Objetivos
• Aprender a montar un circuito eléctrico a partir de un esquema.
• Medir resistencias eléctricas mediante el puente de hilo.
• Comprobar las leyes de asociación de resistencias.
Material
• Puente de hilo (con regla en milímetros)
• Panel de montajes
• Fuente de alimentación con reostato
• Miliamperímetro
• Tres resistencias patrón
• Tresresistencias problema
• Cables de conexión
Fundamentos
El puente de hilo
Fig. 1 − El puente de hilo.
Cuando el puente de hilo está en equilibrio, es decir, cuando no pasa corriente por el galvanómetro (el
miliamperímetro), se cumple:
(1)
Siendo R3 la resistencia patrón, Rx la resistencia problema y R1 y R2 las resistencias que tienen las dos
longitudes complementarias del hilo, L1 = AP y L2 = PB.Como la resistencia de un hilo viene dada por su longitud L, su sección S, y la resistividad del material :
(2)
1Podemos calcular la resistencia problema en función de la resistencia patrón y de las longitudes del puente
equilibrado.
Asociación de resistencias en serie
Fig. 2 − Resistencias en serie.
Como se observa en la figura 2, por todas las resistencias circula la misma intensidad decorriente. Según la
ley de Ohm, la resistencia total vendrá dada por la caída de potencial entre a y b:
(3)
Pero teniendo en cuenta que la caída de potencial en cada resistencia es:
(4)
Si igualamos (3) y (4):
(5)
Asociación de resistencias en paralelo
Fig. 3 − Resistencias en paralelo.
En la figura 3 podemos observar que a todas las resistencias se les aplica el mismo voltaje:
Perocomo la intensidad total es:
Igualando ambas expresiones tenemos que:
(6)
Realización
Hay que montar el circuito de la figura 1, teniendo en cuenta que en nuestro caso, la fuente de alimentación
lleva el reostato que reduce la tensión (y por tanto la intensidad) aplicada al circuito y el interruptor
incorporados.
Las flechas representan las partes móviles, situadas en el puente de hilo y elreostato.
Para cada resistencia problema hacemos varias medidas empleando las tres resistencias patrón y distintas
2posiciones de reostato.
A continuación hacemos lo mismo con las tres resistencias problema conectadas en serie y en paralelo, para
comprobar las leyes de asociación.
También compararemos los resultados obtenidos con los valores que se leen del código de colores.
Medidasrealizadas
Disponemos de seis resistencias , numeradas de la uno a la seis, de las que son resistencias patrón R2, R4 y R5
y resistencias problema R1, R3 y R6.
A continuación incluiremos la Tabla I con los valores obtenidos para L1 con el puente equilibrado para las
resistencias problema y las asociaciones en serie y paralelo de éstas.
Hemos medido cada problema con las tres resistencias patrón, y entres posiciones del reostato en cada
ocasión. Hemos comprobado que haciendo pasar mas o menos corriente mediante el reostato se conseguía que
el galvanómetro acusara una mayor o menor diferencia en la corriente que registra para un mismo intervalo de
posiciones de P en el hilo; esto está íntimamente relacionado con el error que obtenemos en las medidas, dado
el método que a continuaciónexplicamos para su obtención.
Los errores los hemos calculado mediante la dispersión media entre el valor en equilibrio y los valores de la
longitud leídos para una corriente de aproximadamente medio miliamperio en una dirección y en otra (a
ambos lados del punto de equilibrio).
Tabla I − L1 en mm para las resistencias problema y las asociaciones
R3 R1 R6 Serie Paralelo
Los valores de lasresistencias patrón que leemos de su código de colores son:
R2 = 470 ± 5% 
R4 = 1000 ± 5% 
R5 = 670 ± 5% 
Resultados
Hemos calculado la media de los valores de L1 y su error de las tres medidas que hicimos con diferentes
situaciones del reostato, para cada problema−patrón. Estos valores son los que utilizaremos para los cálculos
ya que la posición del reostato nos permite hacer diferentes...