Previo 6 Puente Kelvin y Doble Kelvin

 

“Año de la consolidación del Mar de Grau ” 

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)  

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA “ PUENTE PUENTE KELVIN Y PUENTE DOBLE KELVIN”  KELVIN”    

EAP: INGENIERÍA ELECTRÓNICA.  CURSO: 

  CONTROLES ELECTRICOS Y AUTOMA AUTOMATIZACION. TIZACION. 

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ALUMNO:  TARAZONA MARRUJO, EKLIN BLINDER. PROFESOR:  

  MESTAS RAMOS, JOSE.  GRUPO:  5.  HORARIO:  VIERNES 7-10 PM. 

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INFORME PREVIO 6  INTRODUCCION: 

Resistores Resistore s mayores a 1 ohmio pueden ser medidos utilizando una variedad de técnicas, como un ohmímetro o utilizando un un  Wheatstone Puente. En tales resistores, la resistencia de los cables de conexión o las terminales son insignificantes comparados al valor de resistencia. Para resistores de menos de un ohmio, la resistencia de los cables se vuelve significativa, y las técnicas de medida convencionales los incluyen en el resultado. Para superar los problemas de estas resistencias indeseadas (conocidos como "resistencia parásita"), resistores de valor muy bajo y particularmente resistores de precisión y amperímetro y amperímetross tipo shunt de alta corriente se construyen como resistenci resistencias as de cuatro terminales. Estas resistencias tienen un par de terminales de corriente y un par de potencial o terminales de voltaje. En uso, una corriente circula entre las terminales de corriente, pero la caída de tensión en el resistor es medido en las terminales de voltaje. La caída de tensión medida será completamente debida al resistor propiamente, ya que las resistencias parásitas de las terminales de corriente no son incluidas en el circuito de tensión. Para medir tales resistencias, se requiere un circuito de puente diseñado para trabajar con resistencias de cuatro terminales. Ese puente es el puente de Kelvin Principio de operación 

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TEORIA:  PUENTE KELVIN 

La operación del puente de Kelvin es muy similar al puente de Wheatstone, pero utiliza dos resistores adicionales. Los resistores R1 y R2 están conectados a las terminales de voltaje exteriores de las cuatro terminales conocidas o resistor estándar Rs y el resistor desconocido Rx (identificado como P1 y P′1 en el esquema). Los resistores Rs, Rx, R1 y R2 son esencialmente un  puente de Wheatstone.  Wheatstone.  En este arreglo, la resistencia parásita de la parte superior de Rs y la parte baja de Rx es exterior del de la de medición de potencial puente y por tanto no es incluido en la medición. Sin embargo, el enlace entre Rs y Rx (Rpar) está incluido en la parte de medida potencial del circuito y por tanto puede afectar la exactitud del resultado. Para superar esto, un segundo par de resistores R′1 y R′2 forma un segundo par brazos del puente (de ahí el nombra "puente doble') y está conectado a las terminales potenciales interiores de Rs y Rx (identificados como P2 y P′2 en el esquema). El detector D está conectado entre el cruce de R1 y R2 y el cruce de R′1 y R′2.  La ecuación de equilibrio de este puente está dada por la ecuación:  

En un circuito de puente práctico, la proporción de R′1 a R′2 está arreglado para que sea igual a la proporción de R1 a R2 (y en la mayoría de los diseños, R1 = R′1 y R2 = R′2). Como resultado, el último termino del la ecuación de arriba se vuelve cero y la ecuación de equilibrio se convierte en 

Re ordenando para despejar Rx: 

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La resistencia parásita Rpar  ha sido eliminada de la ecuación de equilibrio y su presencia no afecta el resultado de medida. Esta ecuación es igual en cuanto a la funcionalidad funcionalida d equivalente al puente de W Wheatstone. heatstone.  En el uso práctico la magnitud de la fuente B, puede ser ajustado para proporcionar corriente corrient e a través de Rs y Rx en o cerca a las corrientes de operación nominales del resistor más pequeño. Esto contribuye a errores más pequeños en la medición. Esta corriente no fluye a través del puente de medición en si. Este puente también puede ser utilizado para medir resistores del diseño más convencional de dos terminales. Las conexiones conexione s de potencial del puente son conectados tan cerca las terminales de resistor como sea posible. Cualquier medida entonces excluirá toda resistencia del circuito que no estén dentro de las dos conexiones potencial.  

Exactitud  La exactitud de medidas hechas al utilizar este puente depende de un número de factores. La exactitud del resistor estándar (Rs) es de suma importancia. También es importante es qué cercana la proporción de R1 a R2 es a la proporción de R′1 a R′2. Como se muestra arriba, si la proporción es exactamente igual, el error causado por la resistencia parásita (Rpar) es completamente eliminado. En un puente práctico, el objetivo es hacer esta proporción tan cercana como sea posible, pero no es posible hacerlo exactamente igual. Si la diferencia en proporción es bastante pequeña, entonces el último termino de la ecuación de equilibrio encima se vuleve tan pequeño que es insignificante. La exactitud de la medida es también aumentada fijando la corriente que fluye a través de Rs y Rx, para que sea sea tan grande como e estos stos resistores lo permitan. Esto da la mayor diferencia potencial más grande entre las conexiones potenciales (R2 y R′2) a aquellos resistores y consecuentemente elvoltaje suficiente para que el cambio en R′1 y R′2 tenga su mayor efecto.  Hay algunos los puentes comerciales que logran exactitudes mejores que el 2% para el rango de resistencias entre 1 microohm a 25 ohmios. Uno de este tipo esta ilutrado más arriba.  Puentes de laboratorio son normalmente construidos resistores variables de alta precisión en las dos ramas potenciales del puente y consiguen exactitudes suficientes para calibrar resistores estándar. En una aplicación, el resistor estándar (Rs) en realidad será un tipo sub-estándar (aquello será un resistor con una exactitud 10 veces superior que la exactitud requerida del resistor estándar a ser calibrado). Para tal uso, el error introducido por la diferencia de la proporción en las dos ramas de potenciales significaría que la presencia de la resistencia parásita Rpar podría tener un impacto significativo en la alta exactitud requirida. Para minimizar este problema, las conexiones de corriente del estándar (Rx); el sub-resistor estándar (Rs) y la conexión entre ellos (Rpar) es diseñado para tener tan baja resistencia como sea posible.   Algunos ohmmetros incluyen incluyen puentes de Kelvin para obtener amplios rangos de medición. Instrumentos para medir valores sub-ohmios son a menudo referidos como ohmmetros de baja resistencia, mili-ohmmetros, micro-ohmmetros, etc 

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PUENTE DOBLE KELVIN  Se denomina puente doble porque cuenta con un segundo juego de ramas de relación llamadas en este caso a y b.   Se usa para medir resistencias muy muy bajas que van desde aproximadamente 1Ω  hasta 0,00001Ω 

El galvanómetro será cero cuando el potencial en k sea igual al potencial en p o , donde:  cuando

 = 

) ]   =  1 +2 2  =  1 +2 2  [3 +  + (++) +  ) ]   = [3 +   +  ∗ (++) +    2  [3 +  + ( + )) ] =  [3 +     ∗ ( + ) ]   +  +  1 + 2  +   +  + 

Cuando se logra el equilibrio G debe ser cero y

 debe ser igual a

; queda: 

Simplificando y operando se obtiene:  

  = 1 ∗  3 + 3 + 1 +  2 ∗      3 +  + (++)) +  2 2  +  +  Despejando



 y simplificando se obtiene: 

 = 1 ∗1 3 +  + +  (12 − )  Tarazona Marrujo, Eklin Blinder 

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⁄  = 1⁄ 2 1 2

Si aplicamos la condición preestablecida preestablecida  nos queda una ecuación donde la resistencia  no tiene ningún efecto en la medición. 



 Acoplando en forma mecánica mecánica a con hasta aproximadamente 10uΩ 

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 y b con

 se logra medir resistencias de 1

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES R ECOMENDACIONES::  usar este tipo de puente es conveniente para encontrar medidas de resistencia baja.  Su precisión es conveniente pues nos permite hacer cálculos más exactos en circuitos de baja potencia  Este puente es una modificación del puente wheastone adecuado para medir resistencias bajas.  Existen varias modificaciones similares a este y sirven a distintos propósitos  Entre estos están el puente HAY, OWEN, MAXWELL entre otros. 

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BIBLIOGRAFIA  https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Kelvin  https://www https://www.elsolucionario.org/instrumentacion-electronica-w .elsolucionario.org/instrumentacion-electronica-william-cooper-albe illiam-cooper-albert-helfricck rt-helfricck-1ed/  https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/20/puente-doble-de-k https://bloginstrukarime.wordpr ess.com/2013/04/20/puente-doble-de-kelvin/ elvin/ 

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