Puente de medición de Wheatstone y su uso.

Una de las más populares circuitos puente, todavía utilizado hoy en instrumentos de medición y en laboratorios eléctricos, es el puente de medición de Wheatstone, llamado así por el inventor inglés Charles Wheatstone, quien propuso este esquema para medir la resistencia ya en 1843.

El puente de medición de Wheatstone es esencialmente un análogo eléctrico de la balanza de haz farmacéutica, ya que aquí se utiliza un método similar de medición de compensación.

El principio de funcionamiento del puente de medición se basa en la igualación de los potenciales de los terminales medios de dos ramas de resistencia conectadas en paralelo, cada rama tiene dos resistencias. Como parte de una de las ramas, se incluye una resistencia cuyo valor desea saber, y en la otra, una resistencia con una resistencia ajustable (reóstato o potenciómetro).

Variando suavemente el valor de resistencia de la resistencia ajustable, se obtiene una lectura cero en la escala del galvanómetro incluida en la diagonal entre los puntos medios de las dos ramas mencionadas.En condiciones donde el galvanómetro marca cero, los potenciales de los puntos medios serán iguales y, por lo tanto, la resistencia deseada se puede calcular fácilmente.

Es claro que además de las resistencias y un galvanómetro, el circuito debe tener un suministro para el puente, en la figura se muestra como celda galvánica E. La corriente fluye de positivo a negativo, mientras se divide entre las dos ramas en proporción inversa a sus resistencias.

Si las resistencias superior e inferior del brazo del puente son iguales por pares, es decir, cuando los brazos son exactamente iguales, no hay razón para que la corriente aparezca en diagonal, ya que la diferencia de potencial entre los puntos de conexión del galvanómetro es cero. En este caso, se dice que el puente está balanceado o balanceado.

Si los resistores superiores son iguales y los inferiores no, la corriente fluirá en diagonal, desde el brazo de mayor resistencia al brazo de menor resistencia, y la aguja del galvanómetro se desviará en la dirección adecuada.

Entonces, si los potenciales de los puntos a los que está conectado el galvanómetro son iguales, entonces las proporciones de los valores de las resistencias superior e inferior en los brazos serán iguales entre sí. Así, igualando estas relaciones, obtenemos una ecuación con una incógnita. Las resistencias R1, R2 y R3 deben medirse inicialmente con alta precisión, luego la precisión para encontrar la resistencia Rx (R4) será alta.

El circuito del puente de Wheatstone se usa a menudo para medir la temperatura cuando una de las ramas del puente se enciende termómetro de resistencia como una resistencia desconocida.En cualquier caso, cuanto mayor sea la diferencia de resistencias en las ramas, mayor será la corriente a través de la diagonal, y cuando cambia la resistencia, también cambiará la corriente diagonal.

Esta propiedad del puente de Wheatstone es tan valorada por quienes resuelven problemas de control y medición y desarrollan esquemas de control y automatización. El más mínimo cambio de resistencia en una de las ramas provoca un cambio en la corriente a través del puente, y este cambio se registra. En lugar de un galvanómetro, se puede incluir un amperímetro o un voltímetro en la diagonal del puente, según el circuito particular y el propósito del estudio.

En general, utilizando el puente de Wheatstone, se pueden medir varias magnitudes: deformación elástica, iluminación, humedad, capacidad calorífica, etc. basta con incluir en el circuito el sensor correspondiente en lugar de la resistencia medida, cuyo elemento sensible será ser capaz de cambiar la resistencia es consistente con el cambio en el valor medido, incluso si no es eléctrico. Por lo general, en tales casos, se conecta un puente de Wheatstone a través de ADC, y el procesamiento posterior de la señal, la visualización de información en la pantalla, las acciones basadas en los datos recibidos: todo esto sigue siendo una cuestión de tecnología.