Teoría y Principio del Circuito Puente de Wheatstone

Puente de Wheatstone

Para medir con precisión cualquier resistencia eléctrica, se utiliza ampliamente el puente de Wheatstone. Hay dos resistencias conocidas, una resistencia variable y una resistencia desconocida conectadas en forma de puente como se muestra a continuación. Al ajustar la resistencia variable, la corriente a través del galvanómetro se hace cero. Cuando la corriente a través del galvanómetro se vuelve cero, la relación entre las dos resistencias conocidas es exactamente igual a la relación entre el valor ajustado de la resistencia variable y el valor de la resistencia desconocida. De esta manera, el valor de la resistencia eléctrica desconocida puede medirse fácilmente utilizando un puente de Wheatstone.

Teoría del puente de Wheatstone

La disposición general del circuito del puente de Wheatstone se muestra en la figura a continuación. Es un circuito de puente de cuatro brazos donde los brazos AB, BC, CD y AD consisten en resistencias eléctricas P, Q, S y R respectivamente.

Entre estas resistencias, P y Q son resistencias eléctricas fijas conocidas y estos dos brazos se denominan brazos de razón. Un galvanómetro preciso y sensible está conectado entre los terminales B y D a través de un interruptor S2.
La fuente de voltaje de este puente de Wheatstone está conectada a los terminales A y C a través de un interruptor S1 como se muestra. Una resistencia variable S está conectada entre el punto C y D. El potencial en el punto D puede variarse ajustando el valor de la resistencia variable. Supongamos que las corrientes I1 e I2 fluyen a través de los caminos ABC y ADC respectivamente.

Si variamos el valor de la resistencia eléctrica del brazo CD, el valor de la corriente I2 también variará, ya que el voltaje entre A y C es fijo. Si continuamos ajustando la resistencia variable, puede darse una situación en la que el caída de tensión a través de la resistencia S, es decir, I2.S, se vuelve exactamente igual a la caída de tensión a través de la resistencia Q, es decir, I1.Q. Así, el potencial en el punto B se vuelve igual al potencial en el punto D, por lo que la diferencia de potencial entre estos dos puntos es cero, y la corriente a través del galvanómetro es nula. Entonces, la desviación en el galvanómetro es nula cuando el interruptor S2 está cerrado.

Ahora, a partir del circuito del puente de Wheatstone

y

El potencial del punto B respecto al punto C no es más que la caída de tensión a través de la resistencia Q y esto es

Nuevamente, el potencial del punto D respecto al punto C no es más que la caída de tensión a través de la resistencia S y esto es


Igualando las ecuaciones (i) y (ii) obtenemos,

En la ecuación anterior, el valor de S y P⁄Q son conocidos, por lo que el valor de R puede determinarse fácilmente.
Las resistencias eléctricas P y Q del puente de Wheatstone están hechas de una proporción definida, como 1:1; 10:1 o 100:1, conocidas como brazos de razón, y S, el brazo reóstato, es variable continuamente desde 1 hasta 1,000 Ω o desde 1 hasta 10,000 Ω.
La explicación anterior es la teoría básica del puente de Wheatstone.

Presentación en video de la teoría del puente de Wheatstone

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