INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD: ZACATENCO

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica.

4° SEMESTRE.

PRÁCTICA IV:

“Puente de Wheastone”

MATERIA: Mediciones

PROFESOR: CERECEDO HERNANDEZ FORTUNATO

GRUPO: 4CV1

INTEGRANTES:

MALAGÓN CEDILLO, JUAN DANIEL

MEDINA OCADIZ, ISAAC

FECHA ENTREGA: 27 DE OCTUBRE DE 2015

Objetivo:Utilizar la red tipo puente, para medir resistencias desconocidas de elementos semiconductores.

Marco teórico:

El puente Wheatstone es un circuito inicialmente descrito en 1833 por Samuel Hunter Christie (1784-1865). No obstante, fue el Sr. Charles Wheatestone quien le dio muchos usos cuando lo descubrió en 1843.

Como resultado este circuito lleva su nombre. Es el circuito más sensitivo que existe para medir una resistencia El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias (como ya se había dicho).

El circuito es el siguiente: (puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa, recomendable no más de 12 voltios). Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3 de donde: R1 / Rx = R2 / R3

En este caso la diferencia de potencial (la tensión) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios)

Cuando Rx = R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperios

Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Ejemplo:

Si R1 y R2= 1 KΩ (Kilohmio) y R3 = 5 KΩ, Rx deberá de 5 KΩ para lograr que el voltaje entre A y B (VAB) sea cero (corriente igual a cero)

Así, basta conectar una resistencia desconocida (Rx) y empezar a variar R3 hasta que la corriente entre A y B sea cero. Cuando esto suceda, el valor de RX será igual al valor de R3

Una aplicación muy interesante del puente Wheatstone en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de su resistencia de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas). También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución

Es en el amperímetro donde se ve el nivel o grado de desbalance o diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real.

Variantes

Variantes del puente de Wheatstone se pueden utilizar para la medida de impedancias, capacitancias e inductancias.

La disposición en puente también es ampliamente utilizada en instrumentación electrónica. Para ello, se sustituyen una o más resistencias por sensores, que al variar su resistencia dan lugar a una salida proporcional a la variación. A la salida

del puente (en la Figura 1, donde está el galvanómetro) suele colocarse un amplificador.

USO AUTOMOTRIZEl puente de "Wheatstone" es un arreglo de cuatro resistencias eléctricas configuradas en forma de un rombo con las resistencias como lados. Un instrumento para medir voltaje es colocado entre dos nodos opuestos del rombo. Mientras que los otros dos nodos se conectan a una fuente de voltaje. Cuando el valor de cualquiera de las resistencias varía, el instrumento produce también una variación en la lectura del voltaje.

Se aplica en los sensores de presión de uso automotriz. El circuito de puente permite generar un voltaje de medida más alto del que podría ser posible con un resistor sencillo. El puente de Wheatstone, por consiguiente, permite un nivel de sensibilidad más alto.

Desarrollo:1.- Armar el circuito que se muestra en la figura y ajustar la resistencia variable Rv para lograr la condición de balance; la cual dice que la corriente y el voltaje entre los nodos `a P y `b P deben ser igual a cero.

No desajustar el potenciómetro para medir su valor.

Circuito armado. Valor del voltaje obtenido en 0.

Rv = 1.01 k (Ohms)

Conecte nuevamente su resistencia variable verificando la condición de balance y mida la corriente que circula por el diodo así como el voltaje entre terminales del diodo. Anotar sus mediciones.

Valor de la corriente: 7.7 mA. Valor del voltaje: 0.67 volts.

Usando los valores de la corriente y el voltaje calcular la resistencia en el diodo.

Resistencia del diodo: 87.01 ohm.

2.- Sustituir el diodo por un LED y medir el voltaje en el puente para que se cumpla la condición de balance.

Condición de balance cumplida. Valor de la Rv = 0.02 k ohms.

Conecte nuevamente su resistencia variable verificando la condición de balance y mida la corriente que circula por el LED así como el voltaje entre terminales del mismo. Anotar sus mediciones.

Valor del voltaje: 1.97 volts. Valor de la corriente: 5.4 mA.

Usando los valores de la corriente y el voltaje calcular la resistencia en el diodo.

Resistencia del LED: 364.8 ohm.

3.- Sustituir el LED por un transistor y medir el voltaje en el puente para que se cumpla la condición de balance.

Condicion de balance cumplida. Valor de la Rv = 0.98 volts.

Conecte nuevamente su resistencia variable verificando la condición de balance y mida la corriente que circula por el Transistor así como el voltaje entre terminales del mismo. Anotar sus mediciones.

Valor de la corriente = 7.5 mA. Valor del voltaje = 0.81 volts.

Usando los valores de la corriente y el voltaje calcular la resistencia en el diodo.

Resistencia del transistor : 108 ohm.

4. Se cambian las terminales del transistor como se observa en el circuito siguiente. Usando el mismo procedimiento del punto 1, establecer condición de balance y registrar medición de la resistencia variable.

Condicion de balance cumplida. Valor de la Rv = 0.98 volts.

Conecte nuevamente su resistencia variable verificando la condición de balance y mida la corriente que circula por el Transistor así como el voltaje entre terminales del mismo. Anotar sus mediciones.

Valor de la corriente = 7.5 mA. Valor del voltaje = 0.80volts.

Usando los valores de la corriente y el voltaje calcular la resistencia en el diodo.

Resistencia del transistor : 108ohm.

Comparar su resultado obtenido para 𝑹𝑩𝑪 con 𝑹𝒗, y anotar sus observaciones. Compare los valores obtenidos para 𝑅𝐵𝐸 𝑦 𝑅𝐵𝐶

¿Cuál es mayor? “RBE y RBC son iguales por lo cual ninguna es mayor”

5. Realizar mediciones de corriente y voltaje sobre un motor de CD. Alambrar el circuito y registrar.

Inicialmente ajuste su potenciómetro hasta obtener una corriente de 0 A posteriormente aumente de manera gradual hasta alcanzar la corriente mínima para que gire su motor, registre sus mediciones de corriente y voltaje.

Giro (sin carga) Voltaje (V) Corriente (mA) Resistencia equivalente (ohms)

Minimo 1.65 81.6 1.00k

Voltaje Corriente Resistencia Equivalente

6. Usando la configuración tipo puente colocar su motor de CD en la red como se indica en el circuito 6 y observar el comportamiento de éste al manipular su

resistencia variable. Anote sus observaciones acerca del giro del motor.

Observaciones: Podemos observar que dependiendo hacia donde movamos la perilla de nuestra resistencia variable conseguimos que nuestro motor rote hacia la izquierda o hacia la derecha.

Conclución:

Juan Daniel Malagon Cedillo

Realizando la práctica apendi que una forma muy practoca de saber que resistencia maneja cada componente los cuales no son facilmente medirla es con un piente ya que obteniendo la corriente y el voltaje del elemento que se quiere concer la resistencia inmediatamente es facil de conocerla.

Esto nos puede solucionar muchos problemas en el campo laboral ya que podemos conocer con que resistencia trabaja cada elemento con el que se quiere trabajar y asi usar valores reales y con una exactitud completa que haga que el componente ya sea un LED, un transistor, un motor, etc. Trabajen correctamente y hagan bien su función.

Isaac Medina Ocadiz

Se cumple el objetivo de la practica ya que por medio de esta aprendi como es que podemos medir resistencias desconocidades de elementos semiconductores como el LED, diodo, y transistor.

Tambien como es el manejo de un motor o mas bien la conexión dentro de un circuito y lo que podemos observar al modular la resistencia variable ya que se ve como es que aumenta o disminuye su velocidad del motor.

Y que nos debemos fijar muy bien en las conexiones de polaridad de nuestros elementos a la hora de armar nuestros circuitos para que tengan un buen funcionamiento y no se terminen hechando a perder.