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Instrumentación Ingeniería Mecatrónica Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos 1 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, Ry donde cualquier resistencia puede provocar un desbalanceo; además de V s, el cual es el voltaje utilizado para el puente balanceado. http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica Instrumentación Ingeniería Mecatrónica Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos 2 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). 0ABV CBCA VV BDAD VV Figura 2.- Relación de ecuaciones nodales para que el puente esté balanceado se necesita que: YBA XBA RiRi RiRi 2 1 Figura 3.- Relación de ecuaciones para balanceo Como ambas corrientes están presentes en el análisis es posible dividirlas, lo cual permite concluir lo siguiente: Y X R R R R 1 2 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: Instrumentación Ingeniería Mecatrónica Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos 3 1 2 R R RR YX 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 desbalanceo del puente, modifique el circuito anterior para que R x tenga un valor mayor que R2 (agregue una resistencia de 100 ) y realice las mediciones que se plantean en la figura 7. Instrumentación Ingeniería Mecatrónica Práctica #3 Puente de Wheatstone Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos 4 Figura 7.- Puente desbalanceado Recuerde que: Figura 8.- Ecuaciones para Rx Y que: 1 21 y x AB s y R R R R R R V V 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.