Cosa è un circuito ponte di Wheatstone?
Cos'è un circuito ponte di Wheatstone?
Definizione del ponte di Wheatstone
Il ponte di Wheatstone è ampiamente utilizzato per misurare con precisione la resistenza elettrica. Include due resistori noti, un resistore variabile e un resistore sconosciuto collegati in forma di ponte. Regolando il resistore variabile fino a quando l'ammetro galvanometrico legge una corrente zero, il rapporto tra i resistori noti corrisponde al rapporto tra il resistore variabile e il resistore sconosciuto. Questo permette di misurare facilmente la resistenza elettrica sconosciuta.
Teoria del ponte di Wheatstone
Il circuito del ponte di Wheatstone ha quattro bracci: AB, BC, CD e AD, ciascuno con resistori etichettati P, Q, S e R, rispettivamente. Questa disposizione forma il ponte necessario per una misurazione accurata della resistenza.
I resistori P e Q sono resistenze fisse note e vengono chiamati bracci di riferimento. Un galvanometro sensibile è collegato tra i punti B e D attraverso l'interruttore S2.
La fonte di tensione del ponte di Wheatstone è collegata ai punti A e C tramite l'interruttore S1. Un resistore variabile S si trova tra i punti C e D. Regolare S cambia il potenziale al punto D. Le correnti I1 e I2 fluiscono lungo i percorsi ABC e ADC, rispettivamente.
Se variamo il valore della resistenza elettrica del braccio CD, anche il valore della corrente I2 varierà, poiché la tensione tra A e C è fissa. Continuando a regolare la resistenza variabile, può verificarsi una situazione in cui la caduta di tensione sul resistore S, cioè I2 * S, diventa esattamente uguale alla caduta di tensione sul resistore Q, cioè I1 * Q. Quindi, il potenziale al punto B diventa uguale al potenziale al punto D, pertanto la differenza di potenziale tra questi due punti è zero e la corrente attraverso il galvanometro è nulla. Quindi, la deflessione del galvanometro è nulla quando l'interruttore S2 è chiuso.
Ora, dal circuito del ponte di Wheatstone e Ora, il potenziale del punto B rispetto al punto C non è altro che la caduta di tensione sul resistore Q e questo è Ancora, il potenziale del punto D rispetto al punto C non è altro che la caduta di tensione sul resistore S e questo è Uguagliando le equazioni (i) e (ii) otteniamo,
Nell'equazione sopra, i valori di S e P/Q sono noti, quindi il valore di R può essere determinato facilmente.
Le resistenze elettriche P e Q del ponte di Wheatstone sono realizzate con un rapporto definito come 1:1; 10:1 o 100:1, noti come bracci di riferimento, e S, il braccio reostatico, è reso continuamente variabile da 1 a 1.000 Ω o da 1 a 10.000 Ω.
La spiegazione sopra riportata è la teoria più basilare del ponte di Wheatstone.
