Configuracuiones Básicas #1 - Puente Wheatstone
Summary
TLDREste vídeo ofrece una introducción al puente de Wittstock, una configuración electrónica común y simple utilizada para medir cambios de resistencia muy pequeños, ideal para aplicaciones de sensores. Se explica cómo funciona el puente, que consta de cuatro resistencias en forma de rombo, y cómo se utiliza para convertir cambios de resistencia en cambios de voltaje. El vídeo también muestra cómo se puede usar el puente para medir fuerzas, luz o temperatura con alta precisión, y cómo se puede conectar a un microcontrolador para proyectos electrónicos. Además, se destaca la ventaja de usar el puente de Wittstock en lugar de un divisor de voltaje directo, ya que permite separar el error de temperatura del sistema del sensor. Finalmente, se ofrecen enlaces a la página web del creador para obtener más información y se anima a los espectadores a seguir y apoyar el canal.
Takeaways
- 🎓 **Puente de Wittstock**: Es un circuito común y simple utilizado para encontrar un valor de resistencia, especialmente útil en aplicaciones de sensores.
- 🔍 **Funcionamiento**: El puente de Wittstock utiliza resistencias en forma de rombo y permite detectar cambios de resistencia muy pequeños, transformándolos en cambios de voltaje.
- 🔌 **Configuración**: Cuatro resistencias forman el puente, donde se conocen tres y la cuarta es desconocida. El suministro se conecta en los puntos A y V, y se mide la caída de voltaje entre los puntos C y D.
- 📐 **Cálculo de Voltaje**: El voltaje en el punto C-E y D-E se calcula usando la ley de los divisores de voltaje, proporcionando una fórmula para encontrar la relación entre las resistencias.
- ⚖️ **Equilibrio del Puente**: Cuando el voltaje entre C y D es cero, el puente está equilibrado, lo que implica que los dos divisores de voltaje son iguales.
- 🔄 **Ajuste de R3**: Para equilibrar el puente, se ajusta la resistencia R3 hasta que el voltaje en el punto D coincida con el en C-E, lo que indica que el valor desconocido de R es igual a R3 dividido entre R2 y R1.
- 🌡️ **Compensación de Temperatura**: El puente de Wittstock puede compensar cambios en la resistencia debido a factores como la temperatura, lo que mejora la fiabilidad de las lecturas de sensores.
- 📈 **Aplicaciones**: Se puede usar el puente de Wittstock con sensores de fuerza, luz o temperatura para medir cambios en resistencia con alta precisión.
- 🛠️ **Método de Uso**: Se describe cómo se conecta y ajusta el puente en una placa de pruebas, incluyendo el uso de un potenciómetro variable para ajustar la resistencia R3 y alcanzar el equilibrio.
- 🔗 **Recursos Adicionales**: Se mencionan enlaces a la página web del creador para obtener más información y matemáticas detalladas sobre el funcionamiento del puente de Wittstock.
- 👍 **Soporte de la Comunidad**: Se pide a los espectadores que consideren apoyar los videos, suscribirse, activar notificaciones y compartir el contenido con amigos para apoyar la creación de más contenido educativo.
Q & A
¿Qué es el puente de Wittstock y para qué se utiliza?
-El puente de Wittstock es una configuración de circuito muy común y simple, utilizada para encontrar un valor de resistencia. Se utiliza en aplicaciones de sensores para detectar cambios de resistencias muy pequeños, convirtiendo estos cambios en un cambio de voltaje.
¿Cómo funciona el puente de Wittstock?
-El puente de Wittstock funciona con cuatro resistencias en forma de rombo. Conociendo el valor de tres resistencias, se busca el valor de la cuarta resistencia desconocida. El suministro está conectado y se miden las caídas de voltaje entre los puntos de conexión para determinar la resistencia desconocida.
¿Cómo se calcula el voltaje en el punto ce del puente de Wittstock?
-El voltaje en el punto ce se calcula como R2 dividido por la suma de R1 y R2, y multiplicado por el voltaje de entrada.
¿Cuál es la condición para que el puente de Wittstock esté equilibrado?
-El puente de Wittstock está equilibrado cuando el voltaje entre los puntos c y d es cero, lo que implica que el voltaje en los puntos ce y d es igual.
¿Cómo se determina el valor de la resistencia desconocida (Rx) cuando el puente está equilibrado?
-Cuando el puente está equilibrado, se cumple que R2 * R3 es igual a R1 * Rx. Por lo tanto, Rx es igual a (R3 * R1) / R2.
¿Por qué se utiliza un amplificador operacional junto con el puente de Wittstock?
-Se utiliza un amplificador operacional junto con el puente de Wittstock para obtener un buen circuito que amplifique las señales y permita detectar cambios de resistencia más pequeños con mayor precisión.
¿Cómo se puede ajustar el puente de Wittstock para medir una resistencia desconocida?
-Para ajustar el puente de Wittstock, se mantienen R1 y R2 a valores conocidos y se utiliza una resistencia variable para R3. Se cambia el valor de R3 hasta que el voltaje entre los puntos c y d sea cero, momento en el que el puente está equilibrado.
¿Por qué no se utiliza un medidor directo con un divisor de voltaje en lugar del puente de Wittstock?
-Los medidores directos con un divisor de voltaje pueden verse afectados por factores externos como la temperatura, lo que hace que las lecturas no sean confiables. El puente de Wittstock, al combinar resistencias, reduce el error debido a estas variables externas.
¿Cómo se puede medir la temperatura utilizando el puente de Wittstock?
-Se puede medir la temperatura utilizando el puente de Wittstock con un sensor de resistencia que cambie su valor en función de la temperatura. Al calentar o enfriar el sensor, se observa un cambio en el voltaje entre los puntos c y d, lo que indica un cambio en la temperatura.
¿Qué otros tipos de sensores se pueden utilizar con el puente de Wittstock?
-Además de sensores de fuerza, se pueden utilizar sensores de luz o termistores para medir cambios en la luz o la temperatura, respectivamente, con el puente de Wittstock.
¿Cómo se puede conectar el puente de Wittstock a un microcontrolador para proyectos?
-Después de medir los cambios de resistencia y convertirlos en cambios de voltaje, se puede conectar la salida del puente de Wittstock a un microcontrolador para procesar y utilizar los datos en proyectos electrónicos.
Outlines
😀 Introducción al Puente de Wittstock y su Aplicación
Este primer párrafo introduce el tema del video, que es el puente de Wittstock, una configuración de circuito muy común y simple utilizada en aplicaciones de sensores. Se menciona que se combina con un amplificador operacional para crear un circuito eficaz para detectar cambios de resistencia. El patrocinador del video es Girls y PSV, y se ofrece una guía sobre cómo solicitar piezas de circuito a un bajo costo. Se define el puente de Wittstock como una herramienta para encontrar valores de resistencia y se explica cómo funciona, utilizando una configuración de cuatro resistencias en forma de rombo para detectar cambios de resistencia muy pequeños, transformándolos en cambios de voltaje.
🔍 Funcionamiento y Ajuste del Puente de Wittstock
Este párrafo se enfoca en el funcionamiento del puente de Wittstock y cómo se ajusta para lograr un equilibrio. Se describe el proceso de medición de caída de voltaje entre los puntos de conexión del circuito y cómo se utiliza un voltímetro para ello. Se explica la fórmula del divisor de voltaje y cómo se utiliza para calcular el voltaje en un punto específico del circuito. Se discuten las implicaciones de un puente equilibrado, donde el voltaje entre dos puntos es cero, y cómo se resuelve la ecuación para encontrar el valor de la resistencia desconocida (Rx). Se proporciona un ejemplo práctico con valores específicos para R1, R2, R3 y la fuente de voltaje, y se muestra cómo se ajusta R3 para balancear el puente. Además, se explora la utilidad del puente de Wittstock para medir cambios de resistencia en sensores, como el de fuerza, y cómo esto se traduce en cambios de voltaje más precisos.
Mindmap
Keywords
💡Puente de Wittstock
💡Resistencia
💡Voltímetro
💡Divisor de Voltaje
💡Equilibrar el Puente
💡Sensores
💡Campana de Notificaciones
💡Resistencia Variable
💡Amplificador Operacional
💡Temperatura
💡PSV
Highlights
El puente de Wittstock es un circuito común y simple utilizado en aplicaciones de sensores.
Se emplea para detectar cambios de resistencias muy pequeños, convirtiendo el cambio de resistencia en un cambio de voltaje.
El circuito consiste en cuatro resistencias en forma de rombo, donde se conocen tres y la cuarta es desconocida.
Mediante la fórmula del divisor de voltaje, se calcula el voltaje en el punto ce.
Un puente equilibrado ocurre cuando el voltaje entre los puntos c y d es cero.
Se utiliza una resistencia variable para ajustar el valor de r3 hasta que el voltaje entre c y d sea cero.
Si r1 y r2 son constantes, r3 se ajusta para que rx tenga el mismo valor y el puente esté equilibrado.
El uso de resistencias de 20 ohmios y un suministro de 10 voltios muestra que el voltaje en ce es de 5 voltios.
La resistencia desconocida, como un sensor de fuerza, cambiará su valor bajo diferentes fuerzas.
El rango de una resistencia de cargas extensión métricas es de 30 ohmios hasta 3 kilohmio.
Para medir cambios de resistencia con alta precisión, se utiliza la compensación del puente de Wittstock.
El puente equilibrado permite convertir cambios de resistencia en cambios de voltaje para proyectos con microcontroladores.
Los sensores pueden verse afectados por factores como la temperatura; sin embargo, el puente de Wittstock compensa estos cambios.
La compensación del puente de Wittstock separa el error de temperatura del sistema del sensor.
El circuito es aplicable con sensores de fuerza, luz o termómetros para medir variables con alta precisión.
Se muestra un ejemplo práctico conectando el puente de Wittstock en una placa de pruebas y mediendo cambios de voltaje con un multímetro.
El vídeo incluye enlaces a una página web con matemáticas paso a paso para entender mejor el funcionamiento del puente de Wittstock.
Se anima a los espectadores a suscribirse, activar notificaciones y apoyar los videos para recibir más contenido útil.
Transcripts
bienvenido a otro vídeo de electrónica
básica hoy veremos el puente de
wittstock cómo funciona y por qué lo
usamos este es un circuito muy común y
simple basado en valores de resistencia
utilizado en aplicaciones de sensores
combinamos esto con un amplificador
operacional y tendremos un buen circuito
para detectar antes de empezar asegúrate
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campana notificaciones para ver futuros
vídeos además gracias a todos mis
patrones por el apoyo así que vamos a
empezar
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qué pasa electrónicos bienvenidos
entonces que es el puente de wittstock
bueno una buena definición sería que es
el puente más común y más simple
utilizado para encontrar un valor de
resistencia utilizamos esta
configuración para detectar cambios de
resistencias muy pequeños y esto podría
utilizarse en aplicaciones de sensores
convertimos el cambio de resistencia en
un cambio de voltaje y eso es muy útil
esta es la configuración de este puente
tenemos cuatro resistencias en forma de
rombo
sabemos el valor de tres resistencias y
la cuarta es desconocida el suministro
está conectado en los puntos a ive y
entre los puntos de ide mediremos más
tarde la caída de voltaje así que
necesitamos un voltímetro muy bien mira
cómo funciona esto entre los puntos a
ive tenemos dos divisores de voltaje uno
hecho por r1 y r2 y el otro divisor
hecho con r 3 y la resistencia
desconocida
usando la forma del divisor de voltaje
obtenemos que el voltaje en el punto ce
es r 2 dividido por la suma de r1 y r2 y
multiplicado por el voltaje de entrada
el voltaje del punto de srx dividido por
la suma de rx y r3 multiplicado por el
mismo voltaje de entrada
entonces la caída de voltaje entre 6 es
el voltaje de menos el voltaje en d y
eso es igual a esto
pero qué es lo que estamos buscando en
un puente equilibrado pues eso es cuando
el voltaje entre c y d es igual a cero
así que es implicamos que el voltaje se
dé es igual a cero obtenemos que el
voltaje s es igual al voltaje en d
entonces un divisor de voltaje es igual
al otro divisor así que limpiamos un
poco la ecuación el valor de v está en
ambos lados así que lo podemos eliminar
ahora multiplicamos cruzado y obtenemos
esto pasamos todos los elementos en x a
un lado y ahora tenemos esto
r x n 2 - r 2x es igual a 0
por lo que tenemos que r2 r3 es igual a
r x r 1 por lo tanto de esto sabemos que
r x es igual a r 3 x la división de r 2
y r 1 y por qué es eso importante bueno
si r1 y r2 son valores constantes
digamos unos 20 años r x es igual a r 3
x un valor constante así que si
cambiamos el valor de r 3 podríamos
conseguir tener el mismo valor que x y
tener 0 voltios entre c y d así que
ahora sabemos qué valor debería tener de
x para tener 0 voltios entre los puntos
se idee pero r x es un valor desconocido
así que lo que hacemos es poner r1 y r2
a un valor conocido pero hacemos que de
13 a resistencia variable cambiamos el
valor de r3 hasta que el voltaje entre c
y d s a 0 y es cuando el puente está
equilibrado vamos a dar valores por un
lado digamos que dos resistencias de 20
òmnium y el suministro es de 10 voltios
usando la fórmula del divisor obtenemos
que el voltaje en ce es de 5 voltios
cambiamos la resistencia r3 hasta que
obtengamos 5 voltios también en el punto
d
digamos que la resistencia desconocida
es un sensor de fuerzas de tensión es
este sensor aumentará su resistencia
bajo fuerzas pero en la práctica el
rango de una resistencia de cargas
extensión métricas es de 30 años hasta
tres milenios pero para una fuerza dada
el cambio de resistencia puede ser tan
sólo una fracción del rango completo por
lo tanto para medir una fracción de los
cambios de resistencia con alta
precisión se utiliza la confirmación del
puente de wittstock el puente está
equilibrado así que tenemos cede igual a
cero voltios aplicamos fuerza en la
galga y la resistencia se hace más
grande así que la caída del voltaje en
el medidor ahora es mayor
digamos que el sensor ahora es de 35
años el voltaje de ahora sería de 6,36
voltios por lo que el voltaje entre c y
d es negativo 136 voltios entonces
pasamos las mediciones de fuerza a
cambios de resistencia muy pequeños y
luego valores de voltaje para poder usar
eso con nuestros proyectos
tal vez conectarlos a un
microcontrolador
pero ahora podrías preguntarte por qué
no usar el medidor directamente con un
divisor de voltaje bueno este tipo de
sensores podrían cambiar su resistencia
por otros factores como por ejemplo la
temperatura digamos que aplicamos fuerza
en el medidor y medimos 20 omnio en una
habitación de 30 grados
luego aplicamos la misma fuerza pero una
habitación de 50 grados y obtenemos 18
años eso significa que la lectura del
medidor no es confiable porque también
cambiará con la temperatura y no
queremos eso
pero si colocamos esto en un puente de
winston junto con otras resistencias que
también cambiarán por la temperatura la
salida no se verá afectada porque todo
el sistema se ve afectado por la
temperatura pero solo medido se ve
afectado por la fuerza por lo que
separamos el error de temperatura del
sistema del sensor
podríamos utilizar esta configuración
con sensores de fuerza resistencia es
dependiente de la luz
otermín tores para poder medir fuerzas
luz o temperatura es un circuito básico
y muy fácil de entender como breve
ejemplo conecte el puente de winston en
mi placa de pruebas y tenemos dos
resistencias de zinc a òmnium una
resistencia variable de 200 cambios y
luego tenemos un televisor que podría
llegar hasta 200 cambios
entre los puntos se desconectó mi
multímetro y suministro el circuito a 10
voltios
giro el potenciómetro variable hasta
tener el voltaje de 0 voltios entre los
puntos 6
ahora caliento el término y como puedes
ver el voltaje está cambiando y ahora
podría medir la temperatura lo mismo
ocurre con este l de resistencia
dependiente de la luz a continuación
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