puente de wheatstone

5/6/2018 Puente de Wheatstone - slidepdf.com

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Puente de Wheatstone

Para finalizar el tema, estudiaremos el Puente de Wheatstone que se utilizapara el cálculo de una resistencia rápidamente. Tiene numerosas aplicacionesinteresantes, como veréis posteriormente. Hoy en día este puente se utilizamucho en todo lo relacionado con la Electrotecnia, pues este método es el

utilizado para comprobar averías en la líneas eléctricas de Alta y MediaTensión, donde sus longitudes son kilométricas. Os animo a que busquéis estaaplicación una vez estudiado su concepto. Es muy interesant e y te abrirá lamente en muchas aplicaciones Electrotécnicas. ¡Ánimo!

Es un método utilizado para medir resistencias con bastante rapidez yprecisión.

En la parte inferior puedes ver un puente de Wheatstone junto al circuito sobreel que está diseñado.

En el puente de Wheatstone, además de la resistencia que queremos medir,

tenemos dos resistencias fijas R 1 y R3 y una variable R 2.

Una vez cerrado el interruptor modificaremos el valor de la resistencia variableR 2 hasta conseguir que la intensidad por R 1 y R 2 sea la misma y que laintensidad por R3 y R x sea también la misma (galvanómetro marcando 0).

Llegados a este punto podemos decir que entre B y D no existe diferencia depotencial al no pasar corriente y que el puente de Wheatstone estáequilibrado.

Veamos como podemos obtener el valor de R X.Si aplicamos Kirchhoff a las dos mallas existentes tenemos:

0=I2 * Rx - I1 * R1 I2 * Rx=I1*R1 sentido antihorario de intensidad0=I2 * R3 - I1 * R2 I2 * R3=I1*R2 sentido antihorario de intensidad

De aquí obtenemos que:



Esquema de Puente de Wheatstone

Como hemos podido ver durante el tema son bastante numerosos los métodosde resolución de circuitos que podemos utilizar dependiendo de lascaracterísticas del circuito o de los parámetros sobre los que queremos incidir.

A los teoremas y métodos explicados habría que añadir algunos otros como elteorema de Rosen, método de Maxwell, método de Millman, los puentes dehilo, Fraetz y Wien, etc. Dichas aplicaciones, además de quedar fuera de loscontenidos propios de segundo de bachillerato, harían esta parte de

resolución de circuitos demasiado extensa y tediosa para el alumno.

Resolver un circuito, según lo hemos hecho durante este tema, puede parecer algo mecánico y carente de otra utilidad que no sea la de obtener ciertosvalores de intensidad, resistencia o tensión. Pero nada más alejado de la realidad. Nuestro entorno está lleno de elementos que directa oindirectamente funcionan o son gobernados mediante circuitos eléctricos ydepende de los valores que tomen estos circuitos el comportamiento dedichos elementos o aparatos.

Como ejemplo nos pueden servir algunas de las aplicaciones de uno de loscircuitos trabajados en esta última parte de la unidad: el puente de

Wheatstone.

Recordemos que hemos dicho que es un instrumento eléctrico de medida que se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de losbrazos del puente. El puente está constituido por cuatro resistencias queforman un circuito cerrado, s iendo una de ellas la resistencia bajo medida.



Pero este circuito, unido a otros elemento eléctricos o electrónicos, nos permite realizar una serie de operaciones que quizá desconozcamos:

a) Mediante termistores NTC se utilizan en una gran variedad de a plicaciones: sensor de temperatura (termómetro), medidor de la velocidad de fluidos,

estabilización de tensiones, etc.

b) Utilizando en el puente una LDR o fotorresistencia se utiliza para aplicacionesen circuitos donde se necesita detectar la ausencia d e luz de día:

- Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia paraactivar una o más luces al llegar la noche.

- Relés controlados por luz, donde el estado de iluminación de lafotorresistencia, activa o desactiva un interruptor, que puede tener un grannúmero de aplicaciones

c) En el desarrollo de galgas extensométricas utilizadas para comprobar elasentamiento de construcciones de hormigón. Este tipo de galgas son un sensor basado en el efecto piezorresistivo. Un esfuerzo que d eforma a la galgaproducirá una variación en su resistencia eléctrica. Esta variación de resistencia llevará consigo una variación de voltaje que mediremos medianteel puente de Wheatstone.

Tambien podemos atribuirle a estas dos aplicaciones mas:

a) Medida de resistencias de alta precisión

Tres de las resistencias R1, R2 y R3 sonpatrones de alta estabilidad y baja tolerancia yuna de ellas variable. La cuarta es la resistenciaincógnita, a determinar su valor Rx. Observar queentre el punto A y B hemos conectado ungalvanómetro, que es un instrumento de medidade alta sensibilidad, el cuál nos indicará si haypaso de corriente a través de él.

Ajustando los patrones R1, R2 y R3 hasta quenuestro galvanómetro indique que no hay paso decorriente, en cuyo momento, claro está, el

potencial en el punto A es igual al potencial en elpunto B.VAB = 0 y se cumplirá lo ya demostrado antes,que

R1 / R2 = R3 / R4

Nuestra resistencia incógnita que en vez de



R4 la hemos llamado Rx valdrá:

Rx =R3 x R2 / R1

R2 / R1 toma los valores .... 1000, 100, 10, 1, 0,1, 0,01, 0,001 .... Es el multiplicador Rx = R3 Variable. Es el ajustador.

b) Puente de error

Si en el último puente dibujado sustituimos R3 por una resistenciadependiente de un parámetro exterior (por ejemplo una LDR, resistencia dependiente de la luz), se puede utilizar el puente para medir las variaciones deese parámetro, a través del desequilibrio del puente.

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