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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO ANZOÁTEGUI UNIDAD DE ESTUDIOS BASICOS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ASIGNATURA: FISICA II PROFESOR: JAIRO MANTILLA PUENTE DE WHEATSTONE Y DEMOSTRACION DE LA LEYES DE KIRCHHOFF Puerto la cruz, 02 de Agosto de 2008 Bachilleres: Marcano, SayurithC.I. 19.168.792 Salazar, ArístidesC.I. 18.127.133 Silva, JoséC.I. 18.462.666 Sección: 33
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Un puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. Cuando el puente se encuentra en equilibrio la diferencia de potencial es de cero "0" voltios. Samuel Hunter Christie1832Charles Wheatstone1843resistencias RESUMEN Las leyes de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante, estas son la Ley de los nodos o ley de corrientes y la Ley de las "mallas" o ley de tensiones. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.Gustav Robert Kirchhoff1845ingeniería eléctricaintensidad de corriente potencialcircuito eléctricoley de conservación de la energía
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MARCO TEORICO - El puente de Wheatstone está equilibrado cuando la diferencia de potencial entre los puntos B y C es nula, en esta situación, I 1 representa la corriente eléctrica que pasa por R 1 y también por R 2 ya que al ser V bc = 0, no pasa corriente por bc (se cumple el puente esta en equilibrio). Además I 3 es la corriente que circula por R 3 y R x. - La suma de las corrientes que entran, en un punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese punto. Si se asigna signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y signo menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero: suma de I= 0 (en la unión). -La ley simplemente dice que la carga eléctrica no puede acumularse en un punto (es decir, cuanto más corriente llega a un punto, mayor cantidad sale de él). Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la suma de las caídas de voltaje en las resistencias que constituyen la malla, es igual a la suma de las fem intercaladas. Considerando un aumento de potencial como positivo (+) y una caída de potencial como negativa (-), la suma algebraica de las diferencias de potenciales (voltajes) en una malla cerrada es cero: suma de E - suma de las caídas IR = 0 (en la malla cerrada).
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Se cumple que: V ab = V bd = I 1 R 1 = I 1 R 2 V ac = V cd = I 3 R 3 = I 3 R x En estas condiciones se puede demostrar que la intensidad I 1 que circula por la rama abd viene dada por: y que la intensidad I 3 por la rama acd viene dada por: La primera ley de Kirchoff aplicada al nodo c implica además que la corriente que suministra el generador I es la suma de las corrientes en cada rama: I = I 1 + I 3 I- I 1 - I 3 = 0. verificándose que Vi = Vab + Vbd y Vi = Vac + Vcd, tal y como indica la segunda ley de Kirchoff y de las ecuaciones anteriores se deduce que: I 1 R 1 = I 1 Rx Rx = R 1 R 3 I 3 R 2 = I 3 R 3 R 2
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ESQUEMA Y DESCRIPCION DEL EQUIPO. Con estos materiales se estaría buscando una forma de repetir el experimento pero de una forma muy parecida al que estamos entregando.
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Antes explicar el procedimiento a seguir debemos tener en cuenta cuales son los materiales que se van a usar, nombrados a continuación: - Diodos led. - Protoboard. - Potenciometro (en este caso de 50kΏ). - Resistencias de diferentes valores (Contenidas entre los valores del potenciometro a usar). - Cable de un solo alambre. - Pila de 9V. - Madera. Antes de montar en puente en la tabla se recomienda hacer una previa comprobación de su funcionamiento.
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Ahora explicamos los pasos para el ensamblaje del puente de wheatstone: -Se hace la conexión en serie de los bombillos, conjunto a una resistencia de valor conocido (El hecho de conectar una resistencia en serie a un bombillo es para tener valores mas grandes y así calcular cualquier tipo de resistencia y no estar restringidos a la resistencia de los bombillos) y con el potenciómetro (Según como se muestra en el grafico mostrado en el marco teórico). Las conexiones en serie las vamos a realizar en el protoboard para poder cambiar con mas comodidad las resistencias. - Debemos revisar que todos los cables estén bien conectados, lo ultimo que vamos a conectar va a ser la pila. - Todo este trabajo debe ser realizado con mucho cuidado y precaución para evitar dañar las resistencias. - Antes de montar en puente en la tabla se recomienda hacer una previa comprobación de su funcionamiento.
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RESULTADOS OBTENIDOS Y ANALISIS. El resultado obtenido después desarrollar y poner a prueba, es mas que sencillo ya que en el experimento se buscaba lograr varias demostraciones, como las leyes de Kirchhoff (Condición de equilibrio), y desarrollar el puente de wheastone como tal para calcular el valor de cualquier resistencia desconocida, conociendo otras tres.
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