Construcción de Circuitos AC y Funcionamiento de Circuitos AC
El circuito puente no es más que la configuración de circuito eléctrico que se utiliza para medir valores desconocidos de resistencia, impedancia, inductancia y capacitancia. Muchos puentes como el puente de Wheatstone, el puente de Maxwell, el puente de Kelvin, y muchos más son muy útiles para medir cantidades con precisión y funcionan sobre el mismo principio. A continuación, se presenta una breve descripción del funcionamiento de algunos de estos puentes:
Puente de Wheatstone
Un puente de Wheatstone es un circuito eléctrico desarrollado por Charles Wheatstone, y se utiliza para determinar el valor de una resistencia eléctrica desconocida en el circuito. El puente de Wheatstone es altamente capaz de calcular resistencias de valor muy bajo, las cuales otros instrumentos como el multímetro no calculan con precisión.
El circuito del puente de Wheatstone es una disposición en forma de diamante de cuatro resistencias. Tiene dos patas paralelas, cada una con dos resistencias en serie. Una tercera pata conectada entre las dos patas paralelas en algún punto dentro de las patas, como se muestra en la figura. Entre las cuatro resistencias, el valor de una resistencia puede determinarse equilibrando las dos patas. De las cuatro resistencias, los valores de R1 y R3 son conocidos, el valor de R2 es ajustable, y el valor de Rx es el que se debe calcular. Luego, esta configuración se conecta a la fuente eléctrica y un galvanómetro entre el terminal D y el terminal B. Ahora, el valor de la resistencia ajustable se regula hasta que la relación de las dos ramas de resistencias sea igual, es decir, (R1/ R2) = (R3/Rx), y el galvanómetro marca cero ya que la corriente deja de fluir por el circuito. En este momento, el circuito está equilibrado y el valor de la resistencia desconocida puede medirse fácilmente. La lectura de R3 determina la dirección del flujo de corriente.
Puente de Maxwell
El principio de funcionamiento del puente de inductancia de Maxwell es el mismo que el del puente de Wheatstone. Solo se han realizado pequeñas modificaciones en el puente de Wheatstone. En este puente, las cuatro ramas consisten en la inductancia desconocida (L1), un condensador variable (C4), cuatro resistencias y un detector en lugar de un galvanómetro, como se muestra en la figura. Se utiliza para medir el valor de la inductancia comparándola con un valor de capacitancia variable estándar.
El principio básico del puente es compensar la fase de ángulo positivo de la impedancia desconocida con la fase negativa de una capacitancia colocándola en la rama opuesta. Al hacerlo, la diferencia de potencial a través del detector se vuelve cero y no fluye corriente a través de él. El condensador C4 y la resistencia R4 están conectados en paralelo y se ajustan sus valores para que el puente se equilibre.
Puente de Kelvin es otra modificación del puente de Wheatstone que se utiliza para medir resistencias bajas en el rango de 1mΩ a 1kΩ con gran precisión. Para la medición precisa de resistencias bajas, se requiere un suministro de v tensión alta y un galvanómetro sensible en el puente de Kelvin. Al medir resistencias bajas, la resistencia de los cables de conexión juega un papel importante. Se utiliza un puente de Wheatstone que tiene dos resistencias adicionales, como se muestra en la figura. Las resistencias R1 y R2 están conectadas al segundo conjunto de brazos de proporción y se construyen resistencias de cuatro terminales. Aquí, R es desconocido y S es la resistencia estándar. Un galvanómetro se coloca entre c y d para que la resistencia de los cables de conexión r pueda ser despreciada y no afecte el valor de la medición. Bajo la condición de equilibrio, el galvanómetro marca cero y no fluye corriente a través del circuito. La ecuación en la condición de equilibrio es:
Circuito del puente de Hay
Puente de Hay es otra variación del circuito del puente de Maxwell. En el circuito de Maxwell, la resistencia se mantiene en paralelo con el condensador, mientras que, en el circuito de Hay, la resistencia está conectada en serie con el condensador estándar, como se muestra en la figura. Es muy útil si el ángulo de fase de la impedancia inductiva es muy grande, lo cual puede superarse tomando una resistencia baja en serie.
Puente de Anderson
El puente de Anderson es una versión modificada del puente de inductancia y capacitancia de Maxwell. Se utiliza principalmente para medir la autoinductancia en un bobinado utilizando un condensador estándar y resistencias. La principal ventaja de este puente es que no requiere un equilibrio frecuente del puente. Para equilibrar el puente con corriente constante, se ajusta la resistencia variable r y la fuente de CA se reemplaza por una batería y un auricular con un galvanómetro de bobina móvil. Una vez que el puente está equilibrado, el potencial en el terminal D es similar al potencial en E. El flujo de corriente en las ramas respectivas se denota por I1, I2, y I3 como se muestra en la figura.
Circuito del puente de diodos
Es un circuito puente que tiene una disposición de cuatro diodos que proporciona la misma polaridad de salida para cualquier polaridad de entrada. El puente de diodos, también llamado rectificador de puente, se utiliza dondequiera que sea necesario cambiar la corriente alterna en corriente directa. También se usa para detectar la amplitud de las señales de radio. Cuando el terminal positivo de la entrada se conecta a la parte superior izquierda y
