Ponte de Wheatstone

A Ponte de Wheatstone é um circuito clássico que pode ser utilizado para medir a resistência elétrica de um componente. Como um galvanômetro mede somente corrente, medir resistência não é tão fácil.

Funcionamento

O circuito clássico da Ponte de Wheatstone é apresentado na Figura 1. Quando R1 . R4 = R2 . R3, então a corrente que passa pelo galvanômetro é igual a zero.

Essa característica pode ser usada para descobrirmos o valor de um resistor desconhecido, como vemos na Figura 2. O valor de RX, o resistor cujo valor queremos descobrir, será determinado pela fórmula:

Para descobrir o valor de um resistor desconhecido usando a Ponte de Wheatstone, devemos ajustar o valor de R3, que é um resistor variável, até o galvanômetro marcar zero. Quando isso ocorrer, basta aplicar a fórmula dada para descobrirmos o valor de RX.

Resistores variáveis são também chamadas reostatos ou potenciômetros. Um potenciômetro possui um botão que giramos para variar a resistência encontrada em seus terminais. Ele possui uma resistência máxima (por exemplo, 10 kΩ), que é atingida quando o botão está totalmente girado para a direita. Assim, a resistência desse componente varia de zero ao seu valor máximo.

A resistência encontrada em seus terminais dependerá, portanto, da posição de seu botão.

Se usarmos um potenciômetro na Ponte de Wheatstone teremos um problema: qual é o valor da resistência encontrada nos terminais do potenciômetro no momento em que o circuito atingir o equilíbrio?

Ou seja, complicaríamos mais ainda a situação, pois teríamos dois resistores cujo valor não sabemos.

Assim, nesse tipo de circuito normalmente utilizamos uma década para formar o resistor variável (R3 da Figura 02). Uma década é uma caixa contendo vários resistores de valores conhecidos.

Ao contrário do potenciômetro, em que sabemos somente o valor inicial (zero) e o valor final (valor estampado no corpo do potenciômetro), na década sabemos o valor exato da resistência encontrada em seus terminais, por causa da existência de várias chaves ou botões selecionando o valor da resistência. Uma década poderia ter um botão giratório para selecionar vários valores, como 100 Ω, 200 Ω, 300 Ω, etc.

Ao girar o botão da década e encontrarmos o equilíbrio na Ponte de Wheatstone, basta aplicar a fórmula usando o valor indicado na década para R3 de forma a encontrarmos o valor do componente desconhecido (RX).

Um detalhe muito interessante é que, como a Ponte de Wheatstone atinge o seu equilíbrio quando a corrente que passa pelo galvanômetro é zero, isto significa que qualquer galvanômetro pode ser usado na Ponte de Wheatsone, independentemente de sua corrente máxima suportada (corrente de fundo de escala), já que nosso objetivo é ler uma corrente igual a zero.