Qué é un circuito de ponte de Wheatstone

Que é un circuito de ponte de Wheatstone?

Definición da ponte de Wheatstone

A ponte de Wheatstone empregase amplamente para medir a resistencia eléctrica con precisión. Inclúe dous resistores coñecidos, un resistor variable e un resistor descoñecido conectados en forma de ponte. Ajustando o resistor variable ata que o galvanómetro lea corrente cero, a relación dos resistores coñecidos coincide coa relación do resistor variable e o resistor descoñecido. Isto permite a medida fácil da resistencia eléctrica descoñecida.

Teoría da ponte de Wheatstone

O circuito da ponte de Wheatstone ten catro brazos: AB, BC, CD e AD, cada un con resistores etiquetados como P, Q, S e R, respectivamente. Esta disposición forma a ponte necesaria para a medida precisa da resistencia.

Os resistores P e Q son resistencias fijas coñecidas e chámanse brazos de razón. Un galvanómetro sensible está conectado entre os puntos B e D a través do interruptor S2.

A fonte de voltaxe da ponte de Wheatstone conecta aos puntos A e C a través do interruptor S1. Un resistor variable S está entre os puntos C e D. Ao axustar S, cambia o potencial no punto D. As correntes I1 e I2 fluen a través das rutas ABC e ADC, respectivamente.

Se variamos o valor da resistencia eléctrica do brazo CD, o valor da corrente I2 tamén cambiará xa que a tensión entre A e C é fija. Se continuamos axustando a resistencia variable, pode chegar un momento no que a caída de tensión a través do resistor S, que é I2.S, sexa exactamente igual á caída de tensión a través do resistor Q, que é I1.Q. Así, o potencial no punto B será igual ao potencial no punto D, polo que a diferenza de potencial entre estes dous puntos será cero, e a corrente a través do galvanómetro será nula. Entón, a deflexión no galvanómetro será nula cando o interruptor S2 estea pechado.

Agora, a partir do circuito da ponte de Wheatstone e agora o potencial do punto B respecto ao punto C é nada máis que a caída de tensión a través do resistor Q e isto éDe novo, o potencial do punto D respecto ao punto C é nada máis que a caída de tensión a través do resistor S e isto éIgualando as ecuacións (i) e (ii) obtemos,

Nesta ecuación superior, o valor de S e P/Q son coñecidos, polo que o valor de R pode determinarse facilmente.

As resistencias eléctricas P e Q da ponte de Wheatstone están feitas dunha razón definida, como 1:1; 10:1 ou 100:1, coñecidas como brazos de razón, e S, o brazo reóstato, é feito continuamente variable de 1 a 1,000 Ω ou de 1 a 10,000 Ω.

Esta explicación é a teoría básica da ponte de Wheatstone.