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FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, QUIMICAS Y NATURALES
Universidad Nacional de Misiones
PROFESORADO DE FISICA
CATEDRA: Física III (Electromagnetismo)
Laboratorio Nº 5
Titular:
Ayudantes:
Mgter. Marcelo Julio Marinelli
Ing. Luis A. Fontana - Hugo Traid - Luciana
Galvanómetro y Puentes de medición de resistencias
Objetivos:
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

Conocer el funcionamiento del Galvanómetro y su forma de uso.
Conocer el principio de funcionamiento de los puentes de Wheatstone y de hilo.
A partir del conocimiento del funcionamiento del puente de Wheatstone, construir uno.
Experiencia I - Galvanómetro
Fundamento teórico
Un galvanómetro es un aparato que se emplea
para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por
un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como
veremos su funcionamiento se basa en fenómenos
magnéticos.
El galvanómetro consta de una aguja indicadora,
unida mediante un resorte espiral, al eje de rotación de una
bobina rectangular plana, que está suspendida entre los
polos opuestos de un imán permanente. En el interior de
la bobina se coloca un núcleo de hierro dulce, con el fin de
concentrar en ella las líneas de inducción magnética.
Al estar la bobina sumergida en el interior de un
campo magnético uniforme, creado por el imán fijo, cuando
circula corriente por ella, se produce un par de fuerzas
sobre la bobina que hace que rote, arrastrando consigo a la aguja unida a su eje.
La aguja se mueve e indica en una escala, la intensidad de corriente que atraviesa la bobina. El
resorte espiral permite que la aguja vuelva a su posición original, una vez que se interrumpe el paso de la
corriente.
El par de giro sobre la aguja lo hallamos mediante la siguiente ecuación, donde N es el número de
espiras de la bobina, S es la sección de la misma, B es la intensidad de campo magnético de los imanes
permanente e I es la corriente que circula por la misma
Como se puede comprobar, la desviación de la aguja es proporcional a la corriente que circule.
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PROFESORADO DE FISICA
CATEDRA: Física III (Electromagnetismo)
Se denomina constante del galvanómetro K a la relación entre la corriente y el ángulo de desviación.
N.i.S.B=k.θ
Entonces podemos decir que
Metodología
A partir de la alimentación de un circuito resistivo, cuyo valor de resistencia se conozca, se coloca
en serie un galvanómetro y se procede a medir la corriente.
En primer lugar se calcula la corriente estimada en base a los parámetros del circuito (V, R). Luego
se conecta el circuito y se verifican los resultados
Con los valores obtenidos por medición se determina la constante del Galvanómetro.
Se repite la experiencia con otra resistencia.
Por último se conecta en paralelo a la resistencia un capacitor y se observa el funcionamiento del
Galvanómetro y se registran las observaciones.
Experiencia II – Puente de Wheatstone
Fundamento teórico
El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que es utilizado para medir
resistencias desconocidas que puede operar en corriente continua o alterna permitiendo la medida tanto de
resistencias óhmicas como de sus equivalentes en circuitos de corriente alterna en los que existen otros
elementos como bobinas o condensadores (impedancias).Como funciona?
El puente de Wheatstone es un circuito diseñado para encontrar la resistencia (o en general la
impedancia) de un componente. La resistencia se puede medir mediante el equilibrio de los brazos del
puente los cuales están conformados por cuatro resistencias que hacen parte de un circuito cerrado, siendo
una de ellas la resistencia bajo medida.
Las resistencias están conectadas en forma de
diamante y se aplica una corriente continua a través de dos
puntos opuestos del mismo, conectándose un galvanómetro a
los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan,
las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se
igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el
galvanómetro. Variando el valor de una de las resistencias
conocidas, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la
resistencia desconocida, que se calcula a partir puede
ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que
se calcula a partirlos valores de las otras resistencias. Se
utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la
capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias
y capacitancias conocidas.
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Universidad Nacional de Misiones
PROFESORADO DE FISICA
CATEDRA: Física III (Electromagnetismo)
La tensión en ambas ramas es igual, ya que las mismas están conectadas en paralelo, entonces
Si el galvanómetro no acusa desviación, las corrientes en ambas ramas son iguales
Igualando las expresiones y despejando la resistencia incógnita tenemos
Metodología
Con los bancos de resistencias variables efectuar un puente de medición como el de la figura
superior, utilizando el galvanómetro y la fuente de alimentación (5 V).
A fin de comprobar el funcionamiento, determine para un valor conocido de resistencia los valores
de R1, R2 y R3
Material a utilizar
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Conductores
Resistencias
Fuente de alimentación


Galvanómetro
Bancos de resistencias variables
1. Arme un circuito como el de la figura con resistencias variables
2. Determine mediante cálculo el valor de las resistencias del puente
3. Para un valor de tensión de 5 V compruebe si se produce la desviación de la aguja del
galvanómetro
4. Repita la experiencia con otras resistencias desconocidas.
Atención: solicite autorización al personal docente para realizar la conexión de la alimentación
eléctrica.
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Experiencia II – Puente de Hilo
Fundamento teórico
El puente de hilo es una variación del puente de Wheatstone, donde 2 de las resistencias se
determinan a partir del conocimiento de la resistencia del hilo.
Se sustituyen las resistencias R2 y R3 por un único conductor cilíndrico de sección uniforme. Con
esta sustitución se tiene la siguiente simplificación:
R2 = ρ L 2 / S
y
R3 = ρ L3 /S
[5]
El galvanómetro se conecta al punto c, por un extremo y, por el otro, a un contacto (cursor) que se
desliza sobre él y hace las veces de punto de unión, d.
La corriente provista por la fuente se divide, al llegar al punto a de
tal forma que parte de ella circula por la rama acb y parte por la
rama adb. Si se mueve el cursor (punto de contacto d) a lo largo del hilo
hasta que no circule corriente por el galvanómetro, entonces c y d estarán
al mismo potencial, lográndose la situación de equilibrio.
La ley de Ohm indica que la caída de potencial a través de una
resistencia está dada por V = I.R, por tanto, en la situación de equilibrio, la
caída de potencial entre a y c es igual a la caída de potencial producida
de a y d. Se tiene entonces:
I1.R1 = I2.R2
[6]
De igual modo
I1.Rx = I2.R3
[7]
Dividiendo la ec.[7] por la ec.[6] se llega a la siguiente relación:
Rx = R1.R3/R2
[8]
Reemplazando R3 y R2 por las expresiones [5] se obtiene una relación entre las longitudes
del hilo de la siguiente forma:
Rx = R1 L3/L2
[9]
Metodología
Con el puente de hilo y una resistencia conocida efectuar un puente de medición como el de la
figura superior, utilizando el galvanómetro y la fuente de alimentación (5 V).
A fin de comprobar el funcionamiento, verifique el valor de resistencias conocidas mediante este
método.
Material a utilizar

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Conductores
Resistencias
Fuente de alimentación


Galvanómetro
Puente de hilo
1. Arme un circuito como el de la figura con el puente de hilo.
2. Determine mediante cálculo el valor de las longitudes de las ramas de la resistencia.
3. Para un valor de tensión de 5 V compruebe si se produce la desviación de la aguja del
galvanómetro.
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PROFESORADO DE FISICA
CATEDRA: Física III (Electromagnetismo)
4. Repita la experiencia con otras resistencias desconocidas.
Atención: solicite autorización al personal docente para realizar la conexión de la alimentación
eléctrica.
Análisis de Datos
Realizar un informe conteniendo
1. Tablas de valores obtenidos
2. Conclusiones y conceptos aprendidos
3. Explique cómo influyen las tolerancias indicadas en las resistencias a partir de las
mediciones.
4. Explique el comportamiento del galvanómetro cuando se utiliza un capacitor conectado al
circuito.
5. Halle al menos 2 usos actuales del puente de Wheatstone.