PRACTICA N O 5. TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS II. Puente de Wheatstone

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1 PRACTICA N O 5 TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS II. Puente de Wheatstone EQUIPO: 1 Fuente regulable de voltaje 1 Reóstato de ,38 Amp, 1 Puente portátil de Wheatstone tipo L - 3c YEW 3 Cajas de resistencia a decádica 1 Multímetro analógico varias escalas 1 Galvanómetro 30 ua máximo 2 Resistencias desconocidas (electrónicas) 1 Resistencia Shunt para protección del galvanómetro 1 Interruptores monopolares de cuchilla 1 Interruptor bipolar con fusible de cápsula para protección, 250 ma OBJETIVO: Conocer el manejo del puente de Wheatstone, que es utilizado para medir resistencias de distinto valor según sea el caso y con gran ahorro de tiempo en su empleo, así como armar e identificar el puente de Wheatstone. INFORMACIÓN: En la práctica y en el laboratorio se presenta varios casos de medición de resistencia tales como: bobinados de máquinas, elementos de calefacción dispositivos electrónicos, semiconductores conductores, etc. Resumiendo, en el siguiente cuadro los diferentes métodos de medición y según el rango de la resistencia tenemos: MÉTODO RESISTENCIAS BAJAS FRACCION DE OHMIO INTERMEDIAS MΩ PUENTE DE KELVIN X PUENTE DE WHEATSTONE X X VOLTIMETRO-AMPERIMETRO X X X VOLTIMETRO X X AMPERIMETRO X X ALTAS MΩ OHMETRO X X MEGGER X Manejo del puente técnico de Wheatstone

2 El puente técnico de Wheatstone está diseñado para medir resistencias de bajo y/o alto valor, nos permitirá ahorrar tiempo en tomar lecturas en la experimentación, ya que todo se encuentra armado en un solo bloque. El equipo que se requiere incorporar será: un galvanómetro conectado a una resistencia Shunt para protección, y la muestra a determinarse. Los pulsantes 1 y 2 permitirán hacer circular corriente por el galvanómetro, dándonos cierta sensibilidad al mismo. Debe enclavarse el pulsante 1 para que con el 2 se busque el equilibrio (G = 0) en cada caso. La perilla MULTIPLY es la relación A/B, factor que multiplicado por el valor que indica el resto de perillas, nos determina la resistencia desconocida expresada en ohmios. FIGURA N 0 1 Esquema del puente técnico Wheatstone X = A B R DONDE A B = Multiply R = Valor de la resistencia variable, cuando el puente en equilibrio. X = Valor de la resistencia desconocida. La resistencia AYRTON SHUNT es utilizada para proteger el galvanómetro, permitido el paso de corriente por el puente. La sensibilidad de esta resistencia Shunt, hace que por el galvanómetro pase un determinado valor de corriente, logrando así que se observe deflejar la aguja en G un valor que no exceda al fondo de escala, protegiendo así ma y de esta manera su vida útil. Su conexión se muestra en la Figura N 0 1a

3 Figura N 0 1 a Al mover la perilla central respecto a la referencia (punto blanco), hacemos que por el galvanómetro G pase una muestra de corriente indicada por su reflexión, al no ser perceptible, debe bajarse la sensibilidad paso a paso, hasta 1, comienza su prueba desde (INF) para protección del galvanómetro. PROCEDIMIENTO: 1. PUENTE TECNICO DE WHEASTSTONE 1.1. Anote el valor de la resistencia y su tolerancia de acuerdo al código de colores, anote en la hoja de datos, cuadro 1.0 (resistencia muestra) Incorpore en el puente técnico el galvanómetro a través de la resistencia SHUNT en GA, la muestra en X 1-X 2 Y UBIQUE LA PERILLA multiply (ext) en 1. En caso necesario, utilice otra relación de A/B como factor de multiplicación. La resistencia variable, conviene iniciar con valores altos, como por ejemplo con 1.000Ω (perillas grandes) Valiéndose del resto de perillas de la resistencia variable y aumentando cada vez la sensibilidad mediante la shunt equilibre el puente según indicaciones relacionadas al manejo del Puente de Wheatstone. Anote dicho valor en la hoja de datos cuadro Repita el procedimiento con la otra resistencia electrónica. 2. PUENTE DE WHEATSTONE 2.1. Arme el circuito de la figura N 0 2 tomando las cajas de resistencias a décadas para A, B Y R, las resistencias electrónicas desconocidas, utilice en los brazos A Y B valores altos por ejemplo 1.000Ω. A B 1,5VDC DC 53Ω a c b X G R

4 Figura N o Anote el valor de la resistencia y su tolerancia de acuerdo al código de colores anote en la hoja de datos, cuadro 2.0 (resistencia muestra). OBSERVACION: Por facilidad en los cálculos utilice como relación de brazos para A Y B múltiplos y submúltiplos de 10. Con los valores de A, B Y X (dado por el código), calcule R de la relación. X = A B R 2.3. Utilizando la primera relación A/B (hoja de datos, cuadro 2.0) coloque en su circuito un valor aproximado de la resistencia R previamente calculando (para evitar el deterioro del galvanómetro), y variando R hasta que el puente se equilibre (ig =0) anote dichos valores. Cambie la relación (A/B) y repita el procedimiento. Anote el valor de R en las hojas de datos Repita el procedimiento del numeral 2.3 con las otras resistencias. INFORME: PARTE I Haga una investigación sobre el procedimiento para medir resistencias utilizando el puente de Kelvin PARTE II a. Compare el valor de R(X) medido en el puente técnico de Wheatstone y el valor correspondiente al código de colores, establezca el error y comente las posibles causas (para cada una de las muestras). NOTA: El cálculo de los errores siempre se los expresa como error relativo. b. Haga un análisis resumido de la tolerancia resultante para cuando se tienen resistencias en serie y paralelo. De un ejemplo para 2 resistencias con diferente tolerancia en cada caso. PARTE III

5 a. Compare el valor de R(X) medido en el puente técnico de Wheatstone y el valor correspondiente al código de colores, establezca el error y comente las posibles causas (para cada una de las muestras). b. De las 2 medidas que tiene de cada resistencia R(W) y el valor del código de colores correspondiente. Analice cuál de estas medidas es la verdadera a su criterio y Justifíquela. PARTE IV a. Conclusiones y recomendaciones. b. Bibliografía

6 HOJA DE DATOS PRACTICA N 0 5 INTEGRANTES DEL GRUPO..... FECHA DE ELABORACION FECHA DE ENTREGA. FIRMA DE INSTRUCTOR TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS II. Puente de Wheatstone 1.- PUENTE TECNICO DE WHEATSTONE MUESTRA R () R () TOLERACIA MEDIDO COD. COLORES % PUENTE TECNICO DE WHEATSTONE MUESTRA RELACION A/B A ( ) B ( ) R ( ) R () COD. COLORES TOLERACIA %