Practica 8-. Puente de Wheatstone Luis Fernando Molina Palma 22061121 Ramón Adrián Tarango Vásquez 22061152 Sebastián Fernando Rivera Cobos 22061137 Elian Yozahandy Venegas de la O 22061129 Rodrigo Elias Mantilla Ramírez 23060008 INTRODUCCIÓN En este siguiente reporte abarcaremos investigaciones y cálculos acerca del puente de Wheatstone, se explicará que es, como se usa, cuales son sus aplicaciones y se realizarán tanto un diagrama del circuito del cual se compone el puente de Wheatstone, como también mediciones y comparaciones entre resistencias los cuales se explicarán más adelante. Al final culminará el reporte con las conclusiones individuales de cada uno de los integrantes de forma extensa y detallada, explicando de forma personal, pero sin dejar a un lado el tema, de cuál fue el impacto de cada uno de los integrantes del equipo al trabajar esta práctica. Marco teórico El puente de Wheatstone es un dispositivo eléctrico utilizado para medir una resistencia desconocida en un circuito. Lleva el nombre de su inventor, Sir Charles Wheatstone, y ha sido una herramienta esencial en el campo de la electricidad y la electrónica desde su invención en 1843. El puente de Wheatstone se compone típicamente de cuatro resistencias, un galvanómetro y una fuente de alimentación. Las cuatro resistencias se conectan en forma de un diamante, formando dos pares de resistencias en paralelo. Una de estas resistencias es desconocida, y se compara con las otras tres, que son conocidas. La fuente de alimentación se conecta a dos puntos opuestos del diamante, y el galvanómetro se conecta a los otros dos puntos. • • • • Resistencia Desconocida (Rx): La resistencia que se desea medir. Resistencias Conocidas (R1, R2, R3): Resistencias de valores conocidos. Galvanómetro: Un dispositivo para medir la corriente eléctrica. Fuente de Alimentación: Proporciona la tensión necesaria para el circuito. El principio básico detrás del puente de Wheatstone es la ley de Ohm, que establece que la corriente en un circuito es directamente proporcional a la tensión y es inversamente proporcional a la resistencia. La ecuación clave en un puente de Wheatstone balanceado es: R1 / R2 = R3 / Rx Donde Rx es la resistencia desconocida. Cuando el puente está en equilibrio, la corriente a través del galvanómetro es cero, lo que significa que las razones de las resistencias son iguales. Manipulando la ecuación, es posible calcular el valor de la resistencia desconocida Rx. En la práctica, el puente se ajusta variando las resistencias conocidas hasta que la corriente a través del galvanómetro sea cero. Una vez que esto se logra, la resistencia desconocida puede ser calculada utilizando las resistencias conocidas y la ecuación anterior. El puente de Wheatstone no solo es una herramienta para medir resistencias desconocidas; también tiene diversas aplicaciones en la industria y en laboratorios. Algunas de sus aplicaciones principales son: • Sensores de Temperatura: Al utilizar termistores, el puente puede ser usado para medir cambios en la temperatura. • • Sensores de Presión: La aplicación en transductores de presión permite medir la presión en diferentes entornos. Calibración de Instrumentos: Es útil para calibrar otros instrumentos de medición, garantizando su precisión y fiabilidad. Equipo y material • • • • • Código de colores Multímetro digital Puente de Wheatstone 10 resistores de carbón Cables de conexión A continuación, leeremos valores de 10 resistencias de carbón con ayuda del puente de Wheatstone no sin antes construir un diagrama de circuito como está por dentro el medidor. Lectura Resistencia por código de colores 1 2 3 4 5 6 11 Ω 1000 Ω 110 Ω 100 Ω 300 Ω 20000 Ω Resistencia por puente de Wheatstone 11 Ω 1015 Ω 108 Ω 101 Ω 300 Ω 20000 Ω 7 8 9 10 16000 Ω 260 Ω 56000 Ω 10000 Ω 15996 Ω 260 Ω 56000 Ω 99998 Ω Conclusiones individuales-. Luis Fernando Molina Palma-. La realización de una práctica utilizando el puente de Wheatstone para medir la resistencia de 10 resistores de carbono es una experiencia fundamental en el aprendizaje de la electrónica y la medición de circuitos eléctricos. El puente de Wheatstone es una herramienta clásica y poderosa que permite medir con precisión resistencias desconocidas utilizando principios básicos de la teoría de circuitos. En esta práctica, se pone en práctica el conocimiento teórico adquirido sobre el equilibrio de un puente de Wheatstone y cómo este equilibrio se ve afectado por cambios en la resistencia de los elementos del circuito. Los 10 resistores de carbono proporcionan una variedad de valores de resistencia para medir, lo que permite una exploración completa de las capacidades del puente. La ejecución de la práctica probablemente involucró los siguientes pasos: Montaje del circuito: Se configuró el puente de Wheatstone con los 10 resistores de carbono y se conectó a una fuente de alimentación adecuada. Calibración del puente: Se ajustaron las resistencias conocidas hasta alcanzar un equilibrio en el puente, utilizando un galvanómetro o un multímetro para detectar la mínima corriente. Medición de resistencias desconocidas: Una vez calibrado el puente, se sustituyeron los resistores de carbono desconocidos por las resistencias conocidas y se realizaron las medidas necesarias para determinar sus valores. Análisis de datos: Se registraron los valores medidos y se compararon con los valores nominales de las resistencias de carbono. Se evaluó la precisión de las mediciones y se identificaron posibles fuentes de error. Ramón Adrián Tarango Vásquez-. Conclusiones: Se extrajeron conclusiones sobre la efectividad del puente de Wheatstone como herramienta para medir resistencias. Se discutieron las limitaciones del método y se sugirieron posibles mejoras o modificaciones para futuras investigaciones. En términos generales, la práctica proporcionó una excelente oportunidad para aplicar conceptos teóricos en un entorno práctico. Además, permitió desarrollar habilidades en la manipulación de instrumentos de medición y en el análisis crítico de datos experimentales. La comprensión de cómo funciona el puente de Wheatstone y su aplicación en la medición de resistencias es esencial para cualquier persona que trabaje en campos relacionados con la electrónica, la ingeniería eléctrica o la física. Además, esta experiencia probablemente resaltó la importancia de la precisión y la atención al detalle en el diseño y la ejecución de experimentos eléctricos. Pequeños errores en la calibración o la conexión de los componentes pueden conducir a mediciones inexactas, lo que subraya la necesidad de una cuidadosa planificación y ejecución experimental. En resumen, la práctica que utilizó el puente de Wheatstone para medir la resistencia de 10 resistores de carbono no solo proporcionó una oportunidad invaluable para aplicar conceptos teóricos, sino que también fomentó el desarrollo de habilidades prácticas y la apreciación de la importancia de la precisión en la medición eléctrica. Esta experiencia seguramente sentó una base sólida para futuros estudios y aplicaciones en el campo de la electrónica y la ingeniería eléctrica. Sebastián Fernando Rivera Cobos-. La aplicación del puente de Wheatstone en la medición de la resistencia de 10 resistores de carbono es una experiencia enriquecedora que permite a los estudiantes comprender en profundidad los principios fundamentales de la electrónica, así como adquirir habilidades prácticas de laboratorio. Esta práctica es crucial en la formación de ingenieros y técnicos en electrónica, ya que el puente de Wheatstone es una herramienta clásica y ampliamente utilizada en la medición precisa de resistencias. Se montó el circuito del puente de Wheatstone utilizando los 10 resistores de carbón, junto con una fuente de alimentación adecuada y un galvanómetro o multímetro para medir la corriente. Se ajustaron cuidadosamente las resistencias conocidas hasta lograr el equilibrio en el puente, es decir, hasta que la corriente a través del galvanómetro fuera nula. Este paso es crucial para garantizar mediciones precisas. Una vez calibrado el puente, se intercambiaron los resistores de carbono desconocidos por las resistencias conocidas y se registraron los valores de corriente y voltaje para cada configuración. Se utilizaron los datos recopilados para calcular las resistencias desconocidas utilizando las ecuaciones del puente de Wheatstone. Se compararon estos valores con las resistencias nominales de los resistores de carbono y se evaluó la precisión de las mediciones. Se realizaron análisis estadísticos, como el cálculo de errores y desviaciones, para evaluar la confiabilidad de las mediciones. Se identificaron posibles fuentes de error y se discutió cómo podrían mitigarse en futuros experimentos. Elian Yozahandy Venegas de la O-. La realización de una práctica que emplea el puente de Wheatstone para medir la resistencia de 10 resistores de carbón representa un punto crucial en la formación de estudiantes de ingeniería eléctrica y electrónica. Este ejercicio combina tanto la teoría como la práctica, permitiendo a los estudiantes aplicar los conceptos aprendidos en el aula a situaciones prácticas del mundo real. A través de esta práctica, los estudiantes no solo mejoran su comprensión de los principios fundamentales de la electrónica, sino que también desarrollan habilidades prácticas esenciales en la manipulación de instrumentos de medición y la configuración de circuitos eléctricos. El puente de Wheatstone, una herramienta clásica en la medición precisa de resistencias se convierte en el foco central de esta experiencia. Desde la configuración inicial del circuito hasta la interpretación de los resultados obtenidos, los estudiantes se sumergen en un proceso educativo que les proporciona una comprensión profunda de cómo funciona este dispositivo y cómo se aplica en la medición de resistencias. Cada paso del proceso experimental, desde la calibración del puente hasta el análisis de datos, implica una cuidadosa atención al detalle y una comprensión sólida de los principios subyacentes. La preparación meticulosa del montaje del circuito es el primer paso hacia la ejecución exitosa de esta práctica. Los estudiantes aprenden a seleccionar y conectar los componentes adecuados, como los resistores de carbón y la fuente de alimentación, y a configurar el puente de Wheatstone de manera óptima. Rodrigo Elias Mantilla Ramírez-. En resumen, la realización de esta práctica proporcionó una valiosa experiencia educativa que combinó la teoría y la práctica, preparando a los estudiantes para enfrentar desafíos más complejos en sus estudios y carreras futuras. El puente de Wheatstone se destacó como una herramienta esencial para la medición precisa de resistencias, destacando su relevancia continua en el campo de la electrónica. Esta etapa inicial les brinda una oportunidad para desarrollar habilidades prácticas de trabajo en el laboratorio, así como una apreciación por la importancia de la precisión y la atención al detalle en la realización de experimentos eléctricos. Una vez que el circuito está configurado correctamente, los estudiantes proceden a calibrar el puente de Wheatstone para alcanzar el equilibrio. Este proceso implica ajustar cuidadosamente las resistencias conocidas hasta que la corriente a través del circuito sea mínima, lo que les permite determinar con precisión las resistencias desconocidas. Esta etapa no solo refuerza la comprensión teórica de los estudiantes sobre el equilibrio del puente de Wheatstone, sino que también les proporciona una valiosa experiencia práctica en la manipulación de los controles del circuito y la interpretación de los indicadores de medición. Una vez calibrado el puente, los estudiantes proceden a medir las resistencias de los 10 resistores de carbón proporcionados. A través de la observación y registro de los valores de corriente y voltaje para cada configuración del circuito, los estudiantes recopilan los datos necesarios para calcular las resistencias desconocidas utilizando las ecuaciones del puente de Wheatstone.
