Un puente de Wheatstone del es un instrumento de medida inventado por el cazador Christie de Samuel en el 1833 y mejorado y popularizado por el Charles Wheatstone del sir en el 1843 . Es utilizado para medir una resistencia eléctrica desconocido balanceando dos piernas de un circuito de puente, una pierna cuyo incluye el componente desconocido. Su operación es similar al potenciómetro original salvo que en circuitos del potenciómetro el metro usado es un galvanómetro sensible.

En el circuito en la derecha, R_x es la resistencia desconocida que se medirá; R_1, R_2 y R_3 son resistores de la resistencia sabida y la resistencia de R_2 es ajustable. Si el cociente de las dos resistencias en el sabido de la pierna (R_2/R_1) es igual al cociente de los dos en el desconocido de la pierna (R_x/R_3) , después el voltaje entre los dos puntos medianos será cero y ningún actual fluirá entre los puntos medianos. se varía R_2 hasta que se alcance esta condición. La dirección actual indica si R_2 es demasiado alto o demasiado bajo.

La detección de la corriente cero se puede hacer a la exactitud extremadamente alta (véase el galvanómetro ). Por lo tanto, si R_1, R_2 y R_3 se saben a la alta precisión, después R_x puede ser medido a la alta precisión. Mismo los pequeños cambios en R_x interrumpen el equilibrio y se detectan fácilmente.

Si el puente es equilibrado, así que significa que la corriente a través del galvanómetro R_g es igual a cero, la resistencia equivalente del circuito entre los terminales del voltaje de la fuente es:

R_1 + R_2 paralelamente a R_3 + R_x R_E del

l =

Alternativamente, a este punto del balance, el cociente de R_2/de R_1 = de R_x/R_3

Por lo tanto, R_x = (R_2/R_1) * R_3

Alternativo, si se saben R_1, R_2, y R_3, solamente R_2 no es ajustable, el voltaje o la corriente atraviesa el metro se puede utilizar para calcular el valor de R_x, usar las leyes del circuito de Kirchhoff (también sabidas como las reglas de Kirchhoff). Esta disposición se utiliza con frecuencia en el calibrador de tensión y medidas del detector de la temperatura de la resistencia, pues es generalmente más rápida leer un nivel voltaico de un metro que ajustar una resistencia a cero el voltaje.

Derivación

Primero, podemos utilizar la primera regla de Kirchhoff para encontrar las corrientes en el B de las ensambladuras y el D :
I_3 \ - I_x \ + I_g \
= \ 0 I_1 \ - I_g del
\ - I_2 \ = \ 0

Entonces, utilizamos la regla de Kirchhoff segundo para encontrar el voltaje en el ABD de los lazos y BCD :
I_3 \ cdot del
R_3 + I_g \ cdot R_g - I_1 \ cdot I_x del
R_1 = 0 \ cdot R_x - I_2 \ cdot R_2 - I_g \ cdot R_g = 0

El puente es equilibrado y I_g = 0, así que podemos reescribir el segundo sistema de ecuaciones:
I_3 \ cdot del
R_3 = I_1 \ I_x cdot R_1 \ cdot R_x = I_2 \ cdot R_2

Entonces, dividimos las ecuaciones y las cambiamos, dando: R_x del =

De la primera regla, sabemos que I_3 = I_x y I_1 = I_2. El valor deseado de R_x ahora se sabe para ser dado como: R_x del =

Si se saben los cuatro valores y el voltaje de fuente (V_s) del resistor, el voltaje a través del puente (V) puede ser encontrado resolviendo el voltaje de cada divisor potencial y restando uno del otro. La ecuación para esto es: V del

l = V_s - V_s

Esto se puede simplificar: el V del

l = \ salió (- \ derecho) de V_s

El puente de Wheatstone ilustra el concepto de una medida de la diferencia, que puede ser extremadamente exacta. Las variaciones en el puente de Wheatstone se pueden utilizar para medir la capacitancia, la inductancia, la impedancia y otras cantidades, tales como la cantidad de gases combustibles en una muestra, con un explosímetro . El puente doble de Kelvin del era uno adaptado especialmente para medir resistencias muy bajas. Esto fue inventada en 1861 por el Guillermo Thomson, señor Kelvin . También ha habido el desarrollo del " Kelvin un cuarto Bridge." Tiene también ser teorizado que un " Bridge" de tres cuartos; podía existir, no obstante el formato el " Three-Quarter" el puente funcionaría idénticamente al " Kelvin Bridge." doble;

El concepto fue ampliado a las medidas de la corriente alternada por el maxwell en 1865 y más futuro del vendedor de James mejorado por el Alan Blumlein en cerca de 1926.

Modificación del puente fundamental

El puente de Wheatstone es el puente fundamental, pero hay otras modificaciones que pueden ser varias clases hechas a medida de resistencias cuando el puente de Wheatstone del fundamental no es conveniente. Algunas de las modificaciones son:
El Karey-Fomenta el puente del Resbalar-alambre
Diapositiva de Kelvin Varley
Puente doble de Kelvin

Ver también


Calibrador de tensión
Potenciómetro
Divisor potencial
Ohmímetro
Detector de la temperatura de la resistencia
Puente del maxwell

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