Théorie et principe du pont de Wheatstone

Pont de Wheatstone

Pour mesurer avec précision toute résistance électrique, le pont de Wheatstone est largement utilisé. Il y a deux résistances connues, une résistance variable et une résistance inconnue connectées en forme de pont comme montré ci-dessous. En ajustant la résistance variable, le courant à travers le galvanomètre est rendu nul. Lorsque le courant à travers le galvanomètre devient nul, le rapport des deux résistances connues est exactement égal au rapport de la valeur ajustée de la résistance variable et de la valeur de la résistance inconnue. De cette manière, la valeur de la résistance électrique inconnue peut être facilement mesurée en utilisant un pont de Wheatstone.

Théorie du pont de Wheatstone

L'agencement général du circuit du pont de Wheatstone est montré dans la figure ci-dessous. C'est un circuit à quatre bras où les bras AB, BC, CD et AD sont constitués de résistances électriques P, Q, S et R respectivement.

Parmi ces résistances, P et Q sont des résistances électriques fixes connues et ces deux bras sont appelés bras de rapport. Un galvanomètre précis et sensible est connecté entre les bornes B et D via un interrupteur S2.
La source de tension de ce pont de Wheatstone est connectée aux bornes A et C via un interrupteur S1 comme indiqué. Une résistance variable S est connectée entre les points C et D. Le potentiel au point D peut être modifié en ajustant la valeur de la résistance variable. Supposons que les courants I1 et I2 circulent respectivement dans les chemins ABC et ADC.

Si nous modifions la valeur de la résistance électrique du bras CD, la valeur du courant I2 sera également modifiée, car la tension entre A et C est fixe. Si nous continuons à ajuster la résistance variable, il peut arriver un moment où la chute de tension sur la résistance S, c'est-à-dire I2. S, devient exactement égale à la chute de tension sur la résistance Q, c'est-à-dire I1.Q. Ainsi, le potentiel au point B devient égal au potentiel au point D, donc la différence de potentiel entre ces deux points est nulle, et le courant à travers le galvanomètre est nul. Alors, la déviation du galvanomètre est nulle lorsque l'interrupteur S2 est fermé.

Maintenant, à partir du circuit du pont de Wheatstone

et

Maintenant, le potentiel du point B par rapport au point C n'est rien d'autre que la chute de tension sur la résistance Q et cela est

De nouveau, le potentiel du point D par rapport au point C n'est rien d'autre que la chute de tension sur la résistance S et cela est


En égalisant, les équations (i) et (ii) nous obtenons,

Dans l'équation ci-dessus, les valeurs de S et P/Q sont connues, donc la valeur de R peut être facilement déterminée.
Les résistances électriques P et Q du pont de Wheatstone sont conçues avec un rapport défini tel que 1:1 ; 10:1 ou 100:1, connu sous le nom de bras de rapport, et S, le bras rhéostatique, est fait continuellement variable de 1 à 1 000 Ω ou de 1 à 10 000 Ω.
L'explication ci-dessus est la théorie de base la plus simple du pont de Wheatstone.

Présentation vidéo de la théorie du pont de Wheatstone

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