INTRODUCCION

Debido a que el curso de Instrumentación y Mediciones tiene una metodología

(teórico-práctico), el siguiente trabajo expone unos ejercicios planteados en la

guía, en aras de posibilitar al estudiante una experiencia dinámica y significativa,

que fue desarrollado y evidenciado paso a paso para dar a conocer de qué

manera se puede acceder al conocimiento, a través de la articulación de la teoría y

la puesta en práctica de los conocimientos adquiridos.

Para un estudiante de ingeniería es impredecible acceder a estos tipos de cursos,

ya que articulan bases fundamentales necesarias dentro de la futura situación

laboral. Cabe resaltar que la formación de los estudiantes en los campos de la

instrumentación y medición posibilita una buena comprensión en cursos más

avanzados.

REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA

1. Diseñar e implementar Puente de Wheatstone; realice la medición de

resistencias de 100Ω, 1KΩ, 10KΩ, 100KΩ; compare los resultados de la medición

con el valor obtenido al medirse con multímetro digital, porcentaje de error de las

mediciones con los valores nominales de las resistencias utilizadas, analice las

principales fuente de error en la medición.

Desarrollo:

Puente de Wheatstone:

El puente de Wheatstone, es un circuito importante y de interés. Se utiliza para

medir el valor de componentes pasivos como las resistencias.

Un circuito de Wheatstone, se puede conectar a cualquier voltaje en corriente

directa, una de las recomendaciones es no utilizar más de 12 voltios.

Observando los puentes las de Wheatstone mediante las gráficas:

Y al saber que:

𝑅𝑥 = 𝑅1 𝑅3

𝑅2

También se leda valores a los siguientes para metros:

𝐼𝑅1 = 233 𝑚𝐴

𝐼𝑅1 = 𝐼𝑅2

𝑅2 = 32,918 𝐾Ω

Entonces reemplazando los valores de la ecuación se tiene:

𝑅𝑥 =𝑅1 𝑅3

𝑅2

𝑅𝑥 = 3,037 𝐾Ω

El circuito del puente de Wheatstone queda de la siguiente manera:

2. Diseñar e implementar Puente de Kelvin; realice la medición de resistencias de

pequeño valor (inferior a 10Ω); compare los resultados de la medición con el valor

obtenido al medirse con multímetro digital, porcentaje de error de las mediciones con

los valores nominales de las resistencias utilizadas, analice las principales fuente de

error en la medición.

Desarrollo:

Puente de kelvin:

Es una modificación del puente de Wheatstone, sirve en la medición de

resistencias de bajo valor, su diseño se representa con la siguiente figura:

La ecuación simplificada para hallar el valor Rx, seria de la siguiente manera:

𝑅𝑥 = 𝑅1

𝑅2𝑅3

Valores a utilizar:

Fuente de alimentación de 10v

V=10V

Vp= 3.33V

Rp=3.99Ω

IRx= 0.833

Y la incógnita que se desea encontrar es Rx

𝑅𝑥 = 𝑅1

𝑅2𝑅3

Pero de igual forma se tiene:

Rxs =7.98Ω

VR2 =5V

I=39.7 mA

VR4= 6.985V

R4=231.67Ω que es igual a Rx

El circuito del puente de kelvin queda de la siguiente manera:

3. Diseñar e implementar Puente Maxwell; realice la medición de resistencias de 2

inductancias que posean un Q de bajo valor; (Q menor de 10). Compare los

resultados de la medición con el valor obtenido al medirse con un instrumento de

medida digital, porcentaje de error de las mediciones con los valores nominales de

las bobinas utilizadas, analice las principales fuente de error en la medición.

Desarrollo:

Puente de Maxwell:

Este puente tiene un buen desempeño para la medición de bobinas con Q medio,

su diseño se representa con la siguiente figura:

La ecuación de este puente en la condición de equilibrio es:

𝑄 = 𝑤 𝑅1 𝑅2 𝑅3

𝑅3 𝑅2 𝐶1 = 𝑤𝑅1𝐶1

𝑄 = 𝑤𝑅1 𝐶1

Entonces reemplazando:

𝑄 = 2π (100Hz)(10𝐾Ω)(10𝑛𝑓)

𝑄 = 6.28

𝐹 = 100 𝐻𝑧

𝐶 = 100𝑛𝑓

𝑅 = 10𝑘Ω

El circuito del puente de Maxwell queda de la siguiente manera:

El circuito se estabiliza con un potenciómetro de 1 a 49% con 122.5Ω y el segundo potenciómetro

a 50% con 125Ω

Con esto se dice que:

Rx= 10.204 KΩ

Lx= 125 mH

Q= 6.28 Ω

4. Diseñar e implementar Puente Hay; realice la medición de resistencias de 2

inductancias que posean un Q de valor alto; (Q mayor de 10). Compare los

resultados de la medición con el valor obtenido al medirse con un instrumento de

medida digital, porcentaje de error de las mediciones con los valores nominales de

las bobinas utilizadas, analice las principales fuente de error en la medición.

Desarrollo:

Puente de Hay:

Este circuito puente se utiliza generalmente para la medida de inductancias en

terminos de capacitancia, resistencia y frecuencia.

Su diseño se representa con la siguiente figura:

La ecuación balance para este puente es:

(𝑅1 − 𝑗 𝐼

𝑤𝐶𝐼) (𝑅𝑥 + 𝑗𝑤𝐿𝑥) = 𝑅2 𝑅3

Simplificadamente queda de la siguiente manera:

𝑄 =1

𝑤 (𝐶1𝑅1)

Y de esta manera se podría reemplazar:

𝑄 =1

2 𝜋𝑓(𝐶1𝑅1)

Con los siguientes valores se tiene:

Rx = 39.47

Lx = C1 R2 R3

Lx = 100 mHz

El circuito del puente de Hay queda de la siguiente manera:

5. Diseñar e implementar un Puente Shering, realice la medición de 3

condensadores, Compare los resultados de la medición con el valor obtenido al

medirse con un instrumento de medida digital, porcentaje de error de las

mediciones con los valores nominales de los condensadores utilizadas, analice las

principales fuente de error en la medición.

Desarrollo:

Puente de Shearing:

El puente de Shearing se realiza para la medición de capacitores.

Su diseño se representa con la siguiente figura:

La ecuación de este seria:

𝑅𝑥 = 𝑅2 𝐶1

𝐶2

Con los siguientes valores:

R2 = 470Ω

R1= 10 KΩ

C1= 10 mf

C3= 500 nf

El circuito del puente Shearing queda de la siguiente manera:

Entonces se tiene:

Rx = 9400 Ω

Cx = 10.63mf

BIBLIOGRAFIA

http://campus13.unad.edu.co/campus13_20151/mod/lesson/view.php?id=2407&pageid=871

http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas11-A.htm