UNIVERSIDAD UNIVERSID AD NACIONAL NACION AL MAYOR MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)
FACULT FACUL TAD DE CIENCIAS CIE NCIAS FISICAS F ISICAS
" DIVISOR DE TENSIÓN Y PUENTE DE WHEATSTONE ”
CURSO :
FISICA III
INTEGRANTES :
Santamaria Urbina Christian Espinoza Flores John Romero Reio Fa!sto R!iz Sebastian Ser"io
PROFESOR: Martin Calvo Chia HORARIO :
VIERNES 16: ! 1":
Ciudad Universitaria, 22 de MAYO MAYO 2015.
IN#RODUCCI$N En la a#t$ali%a% &l v&rti'ino(o %&(arrollo %& la &l&#tr)ni#a * la +i#ro&l&#tr)ni#a han +otiva%o ,$& to%a( la( &(-&ra( %& la vi%a h$+ana (& &(t.n a$to+ati/an%o0 or &2&+lo: la in%$(tria0 &l ho'ar0 lo( #o+&r#io(0 la a'ri#$lt$ra0 la 'ana%&r3a0 &l tran(ort&0 la( #o+$ni#a#ion&(0 &t#4 En to%o &(& ro#&(o %& a$to+ati/a#i)n4 El $&nt& %& 5h&at(ton& 2$&'a $n a&l %& ($+a i+ortan#ia4 El #$al a &r+iti%o &l %&(arrollo %& (i(t&+a( int&li'&nt&( ,$& r&($&lv&n lo( +( %iv&r(o( ro7l&+a(4
DIVISOR DE #ENSI$N O%JE#IVOS
Derivar pequeñas tensiones a partir de una tensión disponible
Si se conecta una carga al divisor de tensión (resistencia de carga Rl), se habrá sometido a cargar el divisor de tensión
El circuito puente se compone de la conexión en paralelo de dos divisores de tensión
MATERIALES En este experimento usamos tar!eta insertable "#i train $% de divisor de tensión S&'*+E,
FUNDAMENTO TEÓRICO DIVISOR DE TENSIÓN LIBRE DE CARGA
En la tecnolog-a de medición, a menudo es necesario derivar pequeñas tensiones a partir de una tensión disponible Esto es posible por medio de un divisor de tensión "n divisor de tensión, como se muestra en la imagen siguiente, se compone de dos resistencias, R% . R, conectadas en serie En los bornes externos se aplica la tensión de alimentación ", la cual se divide en las tensiones "* . " De acuerdo con la le. de división de tensión, es válido lo siguiente/
U1+U2=U
0a intensidad de corriente en el divisor de tensión, de acuerdo con la le. de &hm, tiene el siguiente valor/ I =
U R 1 + R 2
1 la ca-da de tensión en las dos resistencias es igual a/ U 1 = I . R 1 U 2 = I . R 2
Si se introducen los valores calculados de intensidad de corriente en estas dos ecuaciones, se obtiene la siguiente ecuación para ambas divisiones de tensión/ U 1=U
R1 R 1 + R 2
U 2=U
R2 R 1 + R 2
Estas ecuaciones solo son validas, si no se toma corriente del divisor de tensión, esto es, si se encuentra libre de carga
DIVISOR DE TENSIÓN CON CARGA
Si se conecta una carga al divisor de tensión (en la imagen siguiente una resistencia de carga Rl), se habrá sometido a cargar el divisor de tensión 2 trav3s de la resistencia de carga circula la corriente de carga ., a trav3s de la resistencia , la componente transversal de corriente 2 trav3s de 4lu.e la suma de estas dos corrientes 0a componente transversal de corriente genera p3rdidas de calor en
En el caso de los divisores de tensión libres de carga, la tensión de es proporcional la relación que existe entre . la resistencia total En el caso de los divisores de tensión sometidos a carga, este o es el caso puesto que se obtiene una caracter-stica mas o menos curvada, que se di4erencia mas 4uertemente de la caracter-stica lineal del divisor de tensión sin carga, mientras menor sea la resistencia de carga, en 4unción de la resistencia total de este ultimo, esto es, mientras ma.or sea la corriente de carga en 4unción de la componente transversal de corriente Esto se debe a que el divisor de tensión sometido a carga se compone del circuito en serie de . del circuito en paralelo de 0a resistencia de compensación de este circuito en paralelo se puede calcular de la siguiente manera/
5or tanto, para la tensión de carga
del divisor de tensión es válido/
El divisor de tensión libre de carga se obtiene aqu- permitiendo que la resistencia de carga se aproxima al in4inito En cada uno de estos casos se puede despreciar la resistencia en relación a /
Se puede abreviar . se obtiene la ecuación .a encontrada en el párra4o anterior para el divisor de tensión libre de carga 0a tensión de carga del divisor de tensión sometido a ella es, por tanto, siempre menor que en el caso de que no exista carga (marcha en vacio) 0as corrientes e se pueden calcular si se conoce el valor de por medio de la le. de &hm6 la corriente total % se obtiene por medio de la suma de estas dos corrientes EXPERIMENTO/ Divisor de tensión
En el siguiente experimento se deben anali7ar dos divisores de tensión di4erentes en lo relativo a las divisiones de tensión con carga 8onte el circuito experimental representado a continuación/ 0a siguiente animación ilustra el monta!e experimental
2bra el instrumento virtual 9olt-metro 2 . seleccione los a!ustes que se detallan en la siguiente tabla 2bra el instrumento virtual 9olt-metro : . seleccione los a!ustes que se detallan en la tabla siguiente/
;alcule para el divisor de tensión de la i7quierda . la tensión de alimentación dada de *<9, las tensiones parciales (tensión en ) . (tensión en ) con ausencia de carga (el conector puente no esta insertado) 0os valores de resistencia son =*>? . =@,@>? 2note los valores obtenidos en la siguiente tabla * 8ida ahora las tensiones parciales por medio de los volt-metros 2 . :, . anote igualmente los valores medidos en la tabla *
Sin carga (calculo) ;on carga (medición)
Divisor de tensión de la i7quierda A" A" ,B' ,'' ,B@ ,'
Divisor de tensión de la derecha A" A" ,B@ ,' ,B ,
%nserta el conector puente En las dos resistencias R@ . R', de ',B>?, se obtiene ahora una resistencia de carga de ',C>? 8ida nuevamente, con esta carga , . anote los valores medidos en la tabla %nserte el conector puente :@, para cortocircuitar la carga R' ., de esta manera ,reducir la resistencia de carga a ',B>? 9uelva a medir las tensiones parciales . anote los resultados en la tabla (#ota/ si se emplea el conector puente :*, el punto de medición 85' se encuentra conectado directamente al punto de medición 85) 8odi4ique el monta!e experimental como se muestra en la animación siguiente para anali7ar ahora el divisor de tensión que se encuentra a la derecha
&'!( relai)n *e tensi)n U+,U- poseen los *i.isores *e tensi)n on a!senia *e ar"a/ A+7o( o(&&n $na r&la#i)n %& 8 a 14
&C!0l es la resp!esta *e los *i.isores *e tensi)n ante la ar"a/
En -$n#i)n %& la #ar'a intro%$#i%a0 %i(+in$*& la t&n(i)n %&l #o+on&nt& ,$& la r&#i7& * la r&la#i)n &ntr& lo( %ivi(or&( var3a4
&De 1!( manera in2l!3e el .alor *e la resistenia *e ar"a sobre la tensi)n *e sali*a *el *i.isor/ Mi&ntra( +&nor (&a la r&(i(t&n#ia %& #ar'a0 +&nor (&r la t&n(i)n %& (ali%a4
&Compare los res!lta*os *el *i.isor *e tensi)n *e la iz1!ier*a on los *el *e la *ereha/ &'!( obser.a/ En #$anto a la #ar'a0 la varia#i)n %& la t&n(i)n %& (ali%a %&l %ivi(or %& la i/,$i&r%a &( +a*or al %& la %&r&#ha4 La( r&(i(t&n#ia( %& #ar'a( &n &l or%&n %& +a'nit$% %& la( r&(i(t&n#ia( %& lo( %ivi(or&( ro%$#&n $na #a3%a r&lativa+&nt& 'ran%& %& la t&n(i)n %& (ali%a4 La( r&(i(t&n#ia( +$* &,$&9a( &n r&la#i)n #on la( r&(i(t&n#ia( %& lo( %ivi(or&(; ro%$#&n $na #a3%a r&lativa+&nt& 'ran%& %& la t&n(i)n %& (ali%a4
CONCLUSIONES
* El puente de heatstone da un aceptable porcenta!e de seguridad o exactitud en las mediciones reali7adas 0a temperatura, lectura de datos, medición de longitudes, todos estos 4actores in4lu.en al momento de utili7ar el puente de heatstone . pueden determinar parte del error en las mediciones @ "na venta!a del puente de heatstone es que cuando el galvanómetro marca cero el sistema se libra de todo el error causado por la circulación de corriente ' 0as le.es enunciadas por ustav Firchho44 sirven para encontrar la corriente en las ramas del circuito del puente de heatstone debido a la 4orma del circuito . a los datos que pod-amos tener al inicio los cuales ser-an las resistencias . las 4ems de cada malla
0os circuitos electrónicos se componen de subsistemas o circuitos dedicados . se piensa en t3rminos de E#GR2D2, 5R&;ES&, S20%D2 Entre estos sistemas se trans4ieren las distintas señales Estas señales se trans4ieren casi siempre como tensiones que cambian Esto hace inevitable que los circuitos electrónicos inclu.an los divisores de tensión similares a los estudiados, como parte integral de su estructura 0os divisores de tensión !ustamente no son poco importantes, .o dir-a queson 4undamentales en la comprensión de circuitos electrónicos "na ve7 que ha.amos empe7ado a buscarlos entre los circuitos habituales que mane!amos, los encontraremos por todas partes
