O que é um Circuito Ponte de Wheatstone?

O que é um Circuito de Ponte de Wheatstone?

Definição de Ponte de Wheatstone

A Ponte de Wheatstone é amplamente utilizada para medir resistência elétrica com precisão. Inclui dois resistores conhecidos, um resistor variável e um resistor desconhecido conectados em forma de ponte. Ajustando o resistor variável até que o galvanômetro indique corrente zero, a razão entre os resistores conhecidos corresponde à razão entre o resistor variável e o resistor desconhecido. Isso permite uma fácil medição da resistência elétrica desconhecida.

Teoria da Ponte de Wheatstone

O circuito da ponte de Wheatstone tem quatro braços: AB, BC, CD e AD, cada um com resistores rotulados P, Q, S e R, respectivamente. Essa configuração forma a ponte necessária para a medição precisa de resistência.

Os resistores P e Q são resistências fixas conhecidas e são chamados de braços de razão. Um galvanômetro sensível está conectado entre os pontos B e D através do interruptor S2.

A fonte de tensão da ponte de Wheatstone se conecta aos pontos A e C via interruptor S1. Um resistor variável S está entre os pontos C e D. O ajuste de S altera o potencial no ponto D. As correntes I1 e I2 fluem pelos caminhos ABC e ADC, respectivamente.

Se variarmos o valor da resistência elétrica do braço CD, o valor da corrente I2 também será variado, pois a tensão entre A e C é fixa. Se continuarmos a ajustar a resistência variável, pode ocorrer uma situação em que a queda de tensão no resistor S, que é I2.S, se torna exatamente igual à queda de tensão no resistor Q, que é I1.Q. Assim, o potencial no ponto B se torna igual ao potencial no ponto D, portanto, a diferença de potencial entre esses dois pontos é zero, e a corrente pelo galvanômetro é nula. Então, a deflexão no galvanômetro é nula quando o interruptor S2 é fechado.

Agora, a partir do circuito da ponte de Wheatstone e agora, o potencial do ponto B em relação ao ponto C nada mais é do que a queda de tensão no resistor Q e isso éNovamente, o potencial do ponto D em relação ao ponto C nada mais é do que a queda de tensão no resistor S e isso éIgualando as equações (i) e (ii), obtemos,

Nessa equação acima, o valor de S e P/Q são conhecidos, então o valor de R pode ser facilmente determinado.

As resistências elétricas P e Q da ponte de Wheatstone são feitas com uma razão definida, como 1:1; 10:1 ou 100:1, conhecidas como braços de razão, e S, o braço reóstato, é feito continuamente variável de 1 a 1.000 Ω ou de 1 a 10.000 Ω.

Essa explicação é a teoria básica da ponte de Wheatstone.