Què és un circuit de pont de Wheatstone?
Què és un pont de Wheatstone?
Definició del pont de Wheatstone
El pont de Wheatstone s'utilitza ampliament per mesurar la resistència elèctrica amb precisió. Inclou dos resistors coneguts, un resistor variable i un resistor desconegut connectats en forma de pont. Ajustant el resistor variable fins que el galvanòmetre indiqui una corrent zero, la raó dels resistors coneguts coincideix amb la raó del resistor variable i el resistor desconegut. Això permet una mesura fàcil de la resistència elèctrica desconeguda.
Teoria del pont de Wheatstone
El circuit del pont de Wheatstone té quatre braços: AB, BC, CD i AD, cada un amb resistors etiquetats com P, Q, S i R, respectivament. Aquesta disposició forma el pont necessari per a la mesura precisa de la resistència.
Els resistors P i Q són resistències fixes conegudes i es denominen braços de raó. Un galvanòmetre sensible està connectat entre els punts B i D a través del commutador S2.
La font de tensió del pont de Wheatstone es connecta als punts A i C a través del commutador S1. Un resistor variable S està entre els punts C i D. Ajustant S es canvia el potencial al punt D. Les corrents I1 i I2 flueixen pels camins ABC i ADC, respectivament.
Si variem el valor de la resistència elèctrica del braç CD, el valor de la corrent I2 també es modificarà ja que la tensió entre A i C és fixa. Si continuem ajustant la resistència variable, podria arribar un moment en què la caiguda de tensió al llarg del resistor S, que és I2.S, es torni exactament igual a la caiguda de tensió al llarg del resistor Q, que és I1.Q. Així, el potencial al punt B esdevé igual al potencial al punt D, per tant, la diferència de potencial entre aquests dos punts és zero, i la corrent a través del galvanòmetre és nul·la. Llavors, no hi ha desviació en el galvanòmetre quan el commutador S2 està tancat.
Ara, a partir del circuit del pont de Wheatstone i el potencial del punt B respecte al punt C no és més que la caiguda de tensió al llarg del resistor Q, i això ésDe nou, el potencial del punt D respecte al punt C no és més que la caiguda de tensió al llarg del resistor S, i això ésIgualant les equacions (i) i (ii), obtenim,
En aquesta equació, els valors de S i P/Q són coneguts, així que el valor de R es pot determinar fàcilment.
Les resistències elèctriques P i Q del pont de Wheatstone es fan amb una raó definida, com ara 1:1; 10:1 o 100:1, coneguda com a braços de raó, i S, el braç rheimann, es fa continuament variable d'1 a 1,000 Ω o d'1 a 10,000 Ω.
L'explicació anterior és la teoria més bàsica del pont de Wheatstone.
