Tp N°6 - Puente De Wheatstone

Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Buenos Aires

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“Física II”
Trabajo Práctico de Laboratorio


Curso: Z - 2021


Integrantes representantes en el TP:




Profesor: Oliotti, Paula


| |Fecha |Firma del Docente |
|Realizado el| | |
|Aprobado | | |

Puente de Wheatstone

Objetivo del T.P.:

Determinar el valor de diferentes resistencias mediante el circuito conocido como “Puente de hilo”, una simplificacióndel “Puente de Wheatstone”, con el fin de:

a) Calcular la resistividad de una muestra.
b) Verificar las leyes de asociación de resistencias.
c) Analizar en cada caso los errores cometidos.


Métodos:

Para determinar el valor de resistencias, utilizaremos el “puente de Wheatstone”.
El circuito es el siguiente:



R1=Rx R2

rpR4 R3








Su funcionamiento es el siguiente: Al conectar una resistencia de valor desconocido (Rx), las otras resistencias pueden ajustarse de manera tal que la corriente por la rama BD sea 0.
En estas condiciones se dice que el puente esta equilibrado y se cumple la siguiente condición:

Rx.R3 = R2.R4 [1]

En esta practica utilizamos una simplificación deeste circuito llamado “Puente de hilo”, en este se reemplazan las resistencias R3 y R4 por un hilo conductor homogéneo y de sección constante.






rp










La resistencia R2 es una caja de décadas que llamamos Rc. Como detector de cero se usa un galvanómetro en serie con un resistor de protección rp.
En este caso R3 y R4 son respectivamente:R3 = ρ. l3/S R4 = ρ. l4/S


Como l3 = L – x, y l4 = x, reemplazando en la ecuación [1], nos queda:

Rx = (x / L – x).Rc [2]

Donde L es el largo del hilo conductor, L= 1000mm ( 1mt )

En el caso del alambre de constantán, deberá calcularse también la resistividad de éste, el cual esta dado por:

ρx = Rx.( π.D2/ 4.d ) (ver calculo de errores) [3]


Materialempleado:

• Puente de hilo.
• Reóstato.
• Pila seca 1,5V
• Caja de resistencias por décadas Rc
• Resistencia de protección.
• Muestra de constantán.
• Placa de resistencias para conexión serie – paralelo.





Cálculo de las Rx:

RA (Alambre de constantán):

Valores medidos:
X = 504 mm
Rc = 15Ω


Rx = ( 504 / (1000 – 504)).15Ω = 15,24Ω


R1:Valores medidos:
X = 500 mm
Rc = 500 Ω


Rx = (500 / (1000 – 500)).500Ω = 500 Ω


R2:

Valores medidos:
X = 499 mm
Rc = 1000 Ω


Rx = (499 / (1000 – 499)).1000Ω = 996 Ω


Rs (serie de R1 y R2):

Valores medidos:
X = 500 mm
Rc = 1500 Ω


Rx = (500 / (1000 – 500)).1500Ω = 1500 Ω








Rp (paralelo entre R1 y R2):

Valores medidos:
X = 500 mm
Rc = 333 ΩRx = (500 / (1000 – 500)).333Ω = 333 Ω


Calculo de errores:

a) Calculo del error de Rx:

Para determinar el error relativo de Rx, partimos de la expresión [2] donde esta es función de dos variables independientes x y Rc, aplicándole el teorema del valor medio para el calculo de errores, se llega a la siguiente expresión del error relativo:


εRx = ( L / L – x ).(Δx / x) + (ΔRc / Rc)


Donde ΔRc / Rc es el error relativo de construcción de la caja Rc dada por el fabricante, y cuyo valor es 0,005.

Δx depende de dos causas, una de la indeterminación de la lectura de x sobre la regla (Δx1) y que en este caso lo consideraremos 1mm, y otra de la sensibilidad del puente (Δx2) la cual relaciona el desplazamiento del cursor sobre la regla milimetrada con...