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Universidad Nacional Mayor de San Marcos(Universidad del Per, DECANA de Amrica)

FACULTAD DE INGENIERAELECTRNICA Y ELCTRICA E.A.P. INGENIERA ELCTRICA LABORATORIO DE FISICA III

DIVISOR DE TESIN Y PUENTE DE WHEASTSTONE Profesor: HENRY SANCHEZ Integrantes:

QUISPE LOAYZA EDWIN 11190243 LEON CHAUPIN RICHARD 11190140 NIETO MARTINEZ MARTIN JESUS 10190142 NAVARRO ESPINOZA DIANA CAROLINA 14190139 JAPURA CHUMBIRAY BRIAN 11190139 LENIN BALLARTA MARTINES 12190177 Horario: Mircoles, 08:00 am 10:00 am Seccin : B 2015-II

Experiencia N4:DIVISOR DE TENSIN Y PUENTE DE WHEASTSTONE

I. PROCEDIMIENTO

1. Ubicar los instrumentos en la mesa despus de verlos ubicado probar que los instrumentos estn en buen funcionamiento.

2. Primero se realiz el experimento de divisor de tensin con la tarjeta formando en la tarjetea el puente de Wheatstone. En el cual se calcul el divisor de tensin de la izquierda y la tensin de alimentacin dada de 15V, las tensiones U1 parciales (tensin en R1) y U1 (tensin en R2) con ausencia de carga (el conector puente B1 no est insertado).

3. Luego se conect el puente B1 en las dos resistencias R3, R4 se obtiene ahora una resistencia de carga RL. Mida U1 y U2 nuevamente, con esta carga, y anote los valores medidos en la tabla. Inserte el conector puente B3, para cortocircuitar la carga R4 y, de esta manera, reducir la resistencia de carga a 4,7. Vuelva a medir las tensiones parciales y anote los resultados en la tabla. analizar ahora el divisor de tensin que se encuentra a la derecha

UB =15VDivisor de tensin de la izquierdaDivisor de tensin de la derecha

Relacin de divisin (sin carga)1/31/033

U1 / VU2 / VU1 / VU2 / V

Sin carga (clculo)11.23.7211.23.7

Con carga (medicin)10.83.510.73.5

RL=9,411.52.810.83.4

RL=4,7122.310.93.3

4. Una vez terminado el anlisis del circuito con la tarjeta y con la ayuda de un programa para hallar el divisor de tensin hacemos el mismo experimento pero esta vez con el uso de resistencias, cables, fuente y galvanmetro.

5. Primero ajustamos la fuente para que nos genere 15 voltios y como el instrumento siempre tiene un error de voltaje nunca genera el voltaje que marca usamos un voltmetro para tener una mayor precisin del voltaje saliente de la fuente.

6. Una vez confirmado que la fuente te est generando los 15 voltios correspondientes comenzamos a armar el circuito.

7. Despus de armar el circuito comenzamos a hacer las medicioneslo primero que se tiene que hacer es colocar las dos resistencias que tenemos que son las cajas negras en una diferencia de 10 para asi poder comprobar la analoga del PUENTE DE WHEASTSTONE.

TABLA 1Caja deResistencia (Ohm)

Longitud del HiloResistenciaMedida (Ohm)Porcentaje de Error

(cm)(cm)Con elEquipoCdigoDeColores

4056.743.330.530

5055.544.540.140

7055.646.460.660

9052.947.180.1380

100524892.590

Hallamos el error experimental:

Moviendo la barra se buscaba encontrar el punto donde el galvanmetro se encuentre estable en el punto 0 y una vez encontrado ese punto se comenzaba a anotar la distancia L2 y L4 esa distancia se encuentra en el cuadro de arriba.

En esta foto podemos apreciar como el galvanmetro se encuentra estable en su punto 0.

II. CUESTIONARIO:

1. Justifique la expresin (4) utilizando las leyes de Kirchhoff.

De:

Sea la expresin 4:Rx = (L4/L2).R1 Del circuito del puente: Vac = Vbc (ya que estn en paralelo) (a) Por ley de Ohm:R1.(I1) = R3.(I2) (b)

Tambin notamos que para ad y bd:Vad = Vbd (c) Por ley de Ohm:R2.(I3) = Rx.(I4) (d)

L.q.q.d:Ig = 0

Aplicaremos ley de nodos, por la ley de Kirchhoff: I2 = IG + I4 IG= I2 I4 (e)

I1 = IG + I3 IG= I1 I3 (f)

La hiptesis que tenemos es:Rx.(R1) = R3.(R2) (g)

Entonces:

Entonces, de aqu podemos deducir las siguientes ecuaciones:

Procedemos a igualar (e) y (f), eliminando Ig:

Ig = I2 I4 = I1 I3 (k)

Reemplazamos las ecuaciones (h), (i) y (j) en (k):

Entonces:I3 = I1 (n)I2 = I4 (o)Concluimos que:Ig= 0

Entonces afirmamos que en las ecuaciones anteriores, no afecta el Ig ya que vale cero.

Entonces:R1.(I1) = R3.(I2) (p)R2.(I3) = Rx.(I4) (q)

Como Ig =0, dividiremos las ecuaciones (p) y (q):

Despejamos Rx:

La resistencia de un conductor homogneo en funcin a su resistividad est dado por la relacin:

Reemplazamos (s) en (r), obteniendo:

L.q.q.d

1. Cules cree usted que han sido las posibles fuentes de error en la presente experiencia?

Los posibles errores en la experiencia fueron:

Toda resistencia presenta cierto grado de error y podra ser por el porcentaje de error de la resistencia R3, ya que en la ecuacin se toma el valor que nos indica la caja de resistencias. Sin tomar el valor real de esta resistencia.

Cuando se hizo las medidas de L2 y L4, para poder equilibrar el sistema.

Tambin se puedo haber dado en la observacin del galvanmetro.

1. Cmo podra evitar estas fuentes de error?

Siempre van a existir un porcentaje mnimo de error, pero esto se podra evitar si al momento de tomar la medida de la longitud de L2 y L4 se realizara ms de 3 mediciones y promediarlo, esto dar mayor aproximacin a la medida exacta.

Haciendo bajar la temperatura de los materiales, yo que con el uso este se incrementa y produce errores.

Tambin existen muchos errores, que podran evitarse, pero algunas veces estos errores no son tan observables por el experimentador.

El error ms frecuente que se nos ha presentado fue el de fuente, ya que nos arrojaba 4voltios ms y siempre tenamos que calibrarla, ah una forma ms de reducir el error.

1. Explique Ud. qu condiciones fsicas existen cuando no pasa corriente por el Galvanmetro.

Un galvanmetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeas corrientes elctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como veremos su funcionamiento se basa en fenmenos magnticos

El galvanmetro consta de una aguja indicadora, unida mediante un resorte espiral, al eje de rotacin de una bobina rectangular plana, que est suspendida entre los polos opuestos de un imn permanente.

En el interior de la bobina se coloca un ncleo de hierro dulce, con el fin de concentrar en ella las lneas de induccin magntica.Cuando la bobina no est excitada por corriente, la aguja imantada se encuentra sometida slo a la accin del campo magntico del imn, por la fuerza del resorte espiral y se orienta segn el meridiano magntico del lugar, posicin que se toma como de referencia.

Galvanmetro como la mayora de los instrumentos lleva una especificacin del coeficiente de temperatura, que indica la variacin, con la temperatura, de resistencia de la bobina. Segn sea el circuito en el que se utiliza el galvanmetro, las variaciones de la resistencia de la bobina pueden, o no, se parte importante de la precisin de la lectura resultante.

1. Cules son los factores que influyen en la precisin del puente WHEATSTONE al tratar de conocer el valor de una resistencia desconocida? Por qu?

Los factores que van a influir en la precisin del puente de WHEASTONE son:

1. Resistividad.- indica lo cerca que vuelve el instrumento (galvanmetro) a una misma posicin de la aguja cuando se hace circular por la bobina una corriente de la misma intensidad en diferentes instantes de tiempo. El rozamiento en los cojinetes y la aspereza determinan la resistividad del instrumento.

1. Posicin.- La mayora de galvanmetro tienen un requisito posicional. Es decir, el instrumento debe situarse vertical o apoyado horizontalmente para cumplir las especificaciones. Los cojinetes de la mayora de los galvanmetros no son suficientemente buenos para permitir su funcionamiento en cualquier posicin. La precisin del Galvanmetro, ya que ello depende determinar el punto en el cual el potencial en los puntos B y DSea el mismo, es decir, cuando el Galvanmetro marca cero, esto influye la obtencin de datos.

1. Inductividad.- Si algunas de las resistencias son inductivas los potenciales entre los puntos B y D pueden tardar tiempos distintos en llegar a sus valores finales al cerrar el contacto y el galvanmetro sealaran una desviacin inicial aunque el puente estuviera en equilibrio. En estos casos es conveniente esperar un tiempo para que ambos puntos alcancen sus valores.

1. Cul sera la mxima resistencia que se podra medir con el puente de Wheaststone?

La mxima resistencia que puede medirse con el puente de Wheaststone mucho depende de los valores de las resistencias que obtuvimos en la experiencia por las distancias en el hilo de tungsteno, aplicando la frmula:De esta aqu, podemos decir que para que el valor de la resistencia logre tener su mximo valor, el valor de deben ser lo ms grande posible, y a su vez, el valor de debe ser lo ms pequeo posible, ya que:

Se deduce entonces que los valores de y son directamente proporcionales a la distancia medida en el hilo de tungsteno, es decir, cuando mayor sea dicha longitud, mayor ser la resistencia del mismo.

7. Por qu circula corriente por el galvanmetro cuando el puente no est en condiciones de equilibrio? Explique detalladamente.

Esto es debido a que no cumple con la condicin de equilibrio que indica que R1*R4=R2*R3 estando R1 y R3 en serie, tanto como R4 y R2, y luego estas mismas puestas en paralelo siendo conectadas al galvanmetro entre ellos que indican el paso de la corriente, porque hay poca oposicin o sea el galvanmetro tiene una resistencia interna la cual es mucho menor que las resistencias R3 y R4.

8. Cules son las ventajas y desventajas de usar el Puente? Por qu?

Desventajas:

Las resistencias tienen una tolerancia lmite: Esto hace que las medidas de voltaje no sean 100% exactas.

Una desventaja que se apreci en clase, fue que para hacer las mediciones, deben ser tomadas sin mucha demora la medicin: Por ejemplo el galvanmetro, ya que estos valores pueden variar, por efectos de temperatura o error de los instrumentos.

Ventajas:

La simplicidad de obtener la resistencia desconocida, donde usamos el galvanmetro y donde ste marque cero (habr equilibrio).

Con ciertas variaciones, tambin se pueden utilizar para la medida de impedancias, capacitancias e inductancias.