Instrumentación Ingeniería Mecatrónica

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Práctica 3 Puente de Wheatstone Objetivo de la práctica Analizar el comportamiento del circuito conocido como puente de Wheatstone

Al terminar esta práctica, el discente será capaz de:  Comprender el concepto de balanceo y desbalanceo en circuitos.  Demostrar que un puente balanceado cuenta con una diferencia de potencial igual a cero.  Realizar análisis para balancear un puente de Wheatstone.

Material:    

Potenciómetro de 10k Resistencias de 1k (9) Fuente de voltaje variable Multímetro

Introducción Un puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida que se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los lazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo uno de ellos la resistencia la cual se desea determinar. Los factores a considerar son R 1 , R 2 , R x, R y donde cualquier resistencia puede provocar un desbalanceo; además de V s, el cual es el voltaje utilizado para el puente balanceado.

Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos

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Figura 1.- Puente de Wheatstone

El puente de Wheatstone conserva la relación de balanceo cuando la diferencia de potencial entre los nodos A y B es cero (V AB = 0). V AB  0 VCA  VCB V AD  VBD Figura 2.- Relación de ecuaciones nodales

para que el puente esté balanceado se necesita que: i A R1  i B R X i A R2  i B RY Figura 3.- Relación de ecuaciones para balanceo

Como ambas corrientes están presentes en el análisis es posible dividirlas, lo cual permite concluir lo siguiente:

R2 R X  R1 RY Figura 4.- Ecuación general del puente

Para el desbalanceo del puente la resistencia R x será la que influya en el circuito por lo que se obtiene la siguiente relación:

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R  R X  RY  2   R1  Figura 5.- Ecuación de desbalanceo por Rx

Cuando R x = R 2 , V AB =0. Esto indica que no existe diferencia de potencial, por lo que las corrientes son iguales a cero, es decir, el puente está balanceado y es posible determinar el valor de la resistencia R x .

Desarrollo P1.- Realice el circuito de la figura 6 (puente balanceado). Conecte el multímetro y tome una medición de voltaje en los puntos A y B. Deberá obtener una medición de cero volts.

Figura 6.- Puente balanceado

P2.- Para demostrar el circuito anterior para (agregue una resistencia se plantean en la figura

desbalanceo del puente, modifique el que R x tenga un valor mayor que R2 de 100) y realice las mediciones que 7.

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Figura 7.- Puente desbalanceado

Recuerde que:

Figura 8.- Ecuaciones para Rx

Y que:  R y VAB  Vs   R y  Rx

  R1       R R   1 2   

Figura 9.- Ecuación para Vab

P3.- Realice lo siguiente:  Analice el circuito de la figura 7. Utilice las ecuaciones de la figura 8 para comprobar el valor de R x .  Modifique el valor de R x a 5 k. Coloque un potenciómetro de 10k en el lugar de R y . Mida el valor de V AB . Ajuste el potenciómetro hasta que el valor de V AB sea cero. Mida la resistencia del potenciómetro cuando V AB es cero.  ¿Por qué obtuvo ese valor? De acuerdo con la información recabada durante la práctica, redacte una conclusión de lo que obtuvo de la misma. Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos

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