Teoría e principio do circuito de ponte de Wheatstone

Ponte de Wheatstone

Para medir con precisión calquera resistencia eléctrica, a ponte de Wheatstone é amplamente utilizada. Hai dous resistores coñecidos, un resistor variable e un resistor descoñecido conectados en forma de ponte como se mostra a continuación. Ajustando o resistor variable, a corrente polo galvanómetro fágose cero. Cando a corrente polo galvanómetro é cero, a relación entre os dous resistores coñecidos é exactamente igual á relación entre o valor axustado do resistor variable e o valor do resistor descoñecido. De esta maneira, o valor da resistencia eléctrica descoñecida pode medirse facilmente utilizando unha ponte de Wheatstone.

Teoría da Ponte de Wheatstone

A disposición xeral do circuito de ponte de Wheatstone móstrase na figura a seguir. É un circuito de ponte de catro brazos onde os brazos AB, BC, CD e AD están formados por resistencias eléctricas P, Q, S e R, respectivamente.

Entre estas resistencias, P e Q son resistencias eléctricas coñecidas e fixas, e estes dous brazos denomínanse brazos de relación. Un galvanómetro preciso e sensible está conectado entre os terminais B e D a través dun interruptor S2.
A fonte de voltaxe desta ponte de Wheatstone está conectada aos terminais A e C a través dun interruptor S1 como se mostra. Un resistor variable S está conectado entre o punto C e D. O potencial no punto D pode variarse axustando o valor do resistor variable. Supónse que a corrente I1 e a corrente I2 fluen polos camiños ABC e ADC, respectivamente.

Se variamos o valor da resistencia eléctrica do brazo CD, o valor da corrente I2 tamén variará xa que a voltaxe entre A e C é fixa. Se continuamos axustando a resistencia variable, pode chegar un momento no que a caída de voltaxe no resistor S, que é I2.S, é exactamente igual á caída de voltaxe no resistor Q, que é I1.Q. Así, o potencial no punto B é igual ao potencial no punto D, polo que a diferenza de potencial entre estes dous puntos é cero, e a corrente polo galvanómetro é nula. Entón, non hai desviación no galvanómetro cando o interruptor S2 está pechado.

Agora, a partir do circuito de ponte de Wheatstone

e

O potencial do punto B respecto ao punto C nada máis é que a caída de voltaxe no resistor Q, e isto é

Novamente, o potencial do punto D respecto ao punto C nada máis é que a caída de voltaxe no resistor S, e isto é


Igualando as ecuacións (i) e (ii), obtemos,

Nesta ecuación, os valores 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 teñen unha relación definida, como 1:1; 10:1 ou 100:1, coñecidas como brazos de relación, e S, o brazo de reóstato, é feito continuamente variable de 1 a 1,000 Ω ou de 1 a 10,000 Ω.
A explicación anterior é a teoría básica da ponte de Wheatstone.

Presentación en vídeo da Teoría da Ponte de Wheatstone

Declaración: Respetar o orixinal, artigos boos merecen ser compartidos, se hai algún dereito de autor por favor contáctese para eliminar.