El puente de Wheatstone

¿Qué es?

Es un instrumento de gran precisión que puede operar corriente continua o alterna.

 

¿Que utilidad tiene?

Permite la medida de resistencias óhmica, asi como de su equivalentes en circuitos de corriente alerna en los que existen elementos como bobinas o condensadores.

 

"Breve"

Historia

En 1833 el puente fue descrito por Samuel Hunter Christie (1784-1865).

 

En 1843 Charles Wheatstone le dio multiples usos cuando lo redescubrio.

Por el lleba su nombre.

Importancia

Es utilizado para medir el valor de componentes pasivos. Sirvio de inspiracion para otros tipos de puentes que pueden medir capacitancia, inductancia y impedancia entre otros.

 

Actualidad

Actualmente es el circuito mas sensible para medir una resistencia.

Analisis del circuito

  Un puente de Wheatstone es un circuito que se utiliza para medir resistencias desconocidas a travéz de una configuración de resistencias conocidas.

Utilidad

Disposición del puente

Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas una resistencia variable.

Entre los nodos  B y C se crea un puente y se mide su corriente.

 

Se gradua la resistencia variable hasta que la corriente en V sea nula.

 

Por lo general se utiliza un microamperimetro para este fin.

Cuando la corriente entre B y C es 0, es decir VC y VB sean iguales, se dice que el puente esta en equilibrio.

 

       ICB = VC-VB = 0

Para que        

     IAB = VB-VA = 0

se cumpla, el voltaje en A-C y en A-X deben ser iguales:

entonces:

     VAC = VAB

conociendo que V=R*I tenemos:

     RAC*IAC = RAB*IAB

     R1*IAC = RX*IAB

Entre A,C,D pasa una corriente I1.

Entre A,B,D pasa una corriente I2.

Cuando el puente esta en equilibrio la siguiente condicion se cumple:

     R1*I2 = RX*I1

     R2*I2 = R3*I1

despejando:

     I1/I2 = R1/Rz

     I1/I2 = R2/R3

por lo tanto

     R1/Rx = R2/R3

          RX = (R1*R3)/R2

Resumiendo

El PDW se utiliza para medir resistencias desconocidas a travéz de una configuración de resistencias conocidas.

 

Se mide el voltaje en los extremos del "puente" y se varia una de las resistencias has que el valor del voltaje sea cero.

 

Al cumplirse esto podemos utilizar la ecuacion de equilibrio y encontrar la resistencia de nuestro interes.

Aplicaciones

• Detección de problemas en lineas de distribucion de alta y media tension.

• Sensores de fenomenos fisicos como: temperatura, presión, luz, fuerza entre otros.

• En general: dispositivos que varian el valor de sus resistencias de acuerdo a la variacion de la temperatura, presión, etc.

• Circuitos resonantes (LCR)

• Detectores de resonancia paramagnetica

Aplicaciones en la informatica

Sensor de presión: pantallas touch, smartphones.

 

Detector de luz: bombillas inteligentes, pantallas con brillo automatico.

 

"Thermistor"  es un dispositivo semiconductor en el cual su resistencia cambia con los cambios en las temperaturas. Utilizado como termometro electronico. Tambien en CPU's.

Puentes derivados del P.D.W

Puente de Maxwell

Utilizado para medir inductancia

Puente de anderson

Modificacion del puente de Maxwell.

Mide la inductancia en terminos de capacitancia y resistencia.

Puente de Hay

Utilizado generalmente par medir la inductancia en terminos de capacitancia, resistencia y frecuencia.

Puente de Kelvin

Modificacion del puente de Wheatstone. Se utiliza para comparar resistencias muy pequeñas

Puente de Wien

Se utiliza para medir capacitancia en terminos de resistencia y frecuencia.