Ponte de Wheatstone - Projeto

1. Introdução

A Ponte de Wheatstone é utilizada em dispositivos elétricos para medir resistências com certa precisão. Foi inventada por Samuel Hunter Christie em 1833, e descrito por Charles Wheatstone (Tippler, Ano). Consiste em um arranjo de resistores que não pode ser transformado em um resistor equivalente, como no caso das associações em série, paralela ou mista. A resolução do circuito pode ser realizada através das aplicações das leis de Kirchhoff. O circuito básico está indicado na Figura 1. Este circuito pode ser entendido como dois divisores de tensão, ABD e ACD, ligados em paralelo e a uma fonte de tensão E.

Figura 1 – Ponte de Wheatstone.

Considerando este circuito elétrico da ponte de Wheatstone, verifica-se que o galvanômetro indica a passagem corrente elétrica, pela diferença de potencial, entre os nós B e C. Entretanto pode-se conseguir uma situação em que o galvanômetro indique que não exista corrente elétrica entre os nós, chegando ao ponto de equilíbrio da ponte. As tensões nos pontos B e C podem ser escritas como sendo:

Aplicando a Lei de Kirchhöff aos nós B e C, conclui-se que a intensidade da corrente no trecho AB é a mesma que a BD, e que a intensidade na corrente no trecho AC e CD são iguais. Então, através da aplicação das leis de Kirchhöff para a malha ABCA e para a malha DBCD, obtém a condição para que estas duas tensões sejam iguais, desta forma ao inserirmos o instrumento entre os pontos C e B nenhuma corrente passará através dele. Esta condição ocorrerá quando:
UCD= UBD ou seja,

=

Simplificando as equações

Aceita-se então que nestas condições a ponte está balanceada se R1 = R3 e R4 = Rx (resistência desconhecida). Se no lugar de R1 colocamos um potenciômetro ou uma década resistiva, no equilíbrio o valor de RX=RV, desta forma poderemos ler o valor de RX diretamente em uma escala (de Potenciômetro de ajuste de zero com escala calibrada).

2. Objetivos

Compreender e