Puente Wheatstone

TRABAJO TEÓRICO PRÁCTICO DE CIRCUITOS
Puente de Wheatstone

JUAN GRANDA RODRIGUEZ

JOSE SOTO ORTIZ

UNIVERSIDAD DEL NORTE

CIRCUITOS I

III SEMESTRE

BARRANQUILLA – ATLANTICO
SEPRIEMBRE 13 DEL 2012

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL
* Desarrollar habilidades en la creación y producción del Puente de Wheatstone con un óhmetro (galvánico)

OBJETIVOS ESPECIFICOS

*Analizar y plantear una solución factible en la medición de resistencias por medio de un óhmetro instalado en el Puente de Wheatstone

* Aplicar los diversos tipos de análisis tanto de malla como nodal empleados en clase para resolver de forma teórica el circuito a trabajar.

* Elaborar una relación entre grados y resistencia con el cual represente una medición precisa del instrumento con elresistor.


PROCEDIMIENTO
Aplicando el Puente de Wheatstone en un montaje básico, apoyado en herramientas de medición como el multímetro en la opción de voltímetro. Se configuraba una resistencia variable con respecto a resistencia desconocida (R2) para que el voltaje entre los terminales presentados en la Figura 1. Se reducía a cero.
Figura 1. Modelo estándar del Puente WheatstoneFigura 1. Modelo estándar del Puente Wheatstone
En los terminales b y c, donde se conecta el voltímetro el cual provee una resistencia interna de gran valor para que no exista mucha diferencia en el paso corriente entre las resistencias. Las cuatro resistencias se encontraran en serie con la resistencia del voltímetro con ello cuando el potenciómetro obtiene un valor similar o igual a la resistenciaincógnita (R2) que se encuentra en serie, esto permite que la corriente en ambos brazos del circuito se igualen por ello eliminan el flujo de corriente en el voltímetro y muestra una diferencia de potencial nula.
Para realizar el objetivo propuesto por el ingeniero José Soto de realizar el Puente sin usar el multímetro, solo trabajar con mediciones análogas generadas por un galvanómetro que enciertas configuraciones nos permiten medir tanto el voltaje como la resistencia. El voltímetro se empleaba de manera común (DC) mientras que el óhmetro no se encontraba con facilidad por el cual se empleó un amperímetro en DC extrayéndole sus resistencias internas y cambiarlas por una resistencia limite. En el diseño se puede presenciar la aplicación de un amperímetro y un voltímetro, paraverificar que el amperímetro se encuentra en la posición indicada al ejecutar la simulación la corriente medida tiene que ser la relación entre tensión y resistencia desconocida en el caso mostrado a continuación es R3.
Luego de transformar el amperímetro en óhmetro por así decirlo, se necesitaba hallar una nueva escala con los valores de la corriente que dejaba pasar nuestra resistencia variable endicho caso ya se encontraba con el valor de nuestra resistencia desconocida.

Diseño propuesto para hallar el valor de Rx

Análisis de Malla

Malla 1: R1I1-I2+R2I1-I2=8
Malla 2: R1I2-I1+R3(I2)+R4(I2-I4)=0
Malla 3: R2I3-I1+R4I3-I2+VR2(I3)=0

R1+R2-R1-R2-R1R1+R3+R4-R4-R2-R4R2+R4+VR2I1I2I3=8V0V0V
R4: resistencia interna del voltímetro. R3: resistencia desconocida.
Determinado las corrientesen las mallas con el uso de un amperímetro podemos encontrar el valor de la resistencia VR2. Se aplica esta relación cuando se conocen todas las resistencias y se busca la corriente.
I3=R1+R2-R18-R1R1+R3+R40-R2-R40R1+R2-R1-R2-R1R1+R3+R4-R4-R2-R4R2+R4+VR2
Despejando VR2
VR2=R2I1-I3+R4I2-I3I3
Análisis Nodal

Nodo 1: G18-V2+G38-V3=I1
Nodo 2: G18-V2+G2V2+G4(V2-V3)=0
Nodo 3:G3V3-8+G4V3-V2+GVR2(V3)=0
Por inspección tenemos:
G1+G3-G1-G3-G1G1+G2+G4-G4-G3-G4G3+G4+GVR28V2V3=I100

VR2=R38-V3+R4V2-V3V3
Si igualamos ambas expresiones:
VR2=R38-V3+R4V2-V3V3=R2I1-I3+R4I2-I3I3
Teóricamente conocemos que I2=I3 & V2=V3 para determinar el valor de la resistencia.
VR2=R38-V3V3=R2I1-I3I3
Los valores de VR2, R2, I1, I3, V3 son conocidos tenemos
VR2(R2I1-I3I3)V38-V3=R3
La fórmula...