Exp. II
Objetivo:
•
Compreender o funcionamento de um circuito em Ponte de Wheatstone;
•
Determinar uma resistência desconhecida através do método da leitura simples e pelo da dupla leitura.
Introdução teórica:
A ponte de Wheatstone consiste em um circuito usado em medidas elétricas para obter-se o valor de uma resistência desconhecida.
O circuito é composto por uma fonte de tensão, um galvanômetro e uma rede de quatro resistores, sendo dois destes conhecidos, um ajustável e um desconhecido. Para determinar a resistência do resistor desconhecido os outros três são ajustados e balanceados até que a corrente elétrica no galvanômetro caia a zero.
Figura 1: Representação da Ponte de Wheatstone
Quando a corrente no galvanômetro cai para zero, a seguinte relação se faz verdadeira:
Sabe-se que a diferença de potencial de cada ramo do circuito é dada por:
Variando a resistência R2 até que não haja corrente no galvanômetro, pode se dizer que:
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Dessa forma, as relações dadas anteriormente ficam:
Assim temos:
Porém, se analisarmos o circuito da figura 1 chegam-se às seguintes conclusões:
Visto que, se a corrente no galvanômetro é zero, pode-se dizer que a corrente que passa por e
é a mesma, já que a corrente não é desviada para o ramo do galvanômetro. O
mesmo ocorre para
e
. Substituindo:
Igualando-se, chega-se à equação (1).
Método de leitura única
Há uma variante da Ponte de Wheatstone chamada de Ponte de Fio que usa um resistor de contato deslizante, o que reduz para apenas uma resistência fixa de valor conhecido. Através de um resistor com contato deslizante no trecho ADC ao invés de dois resistores, o problema fica restrito a apenas uma resistência desconhecida.
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Figura 2: Representação de uma Ponte de Fio
Sabe-se que a resistência pode ser encontrada em uma relação com a resisitividade, o comprimento do fio e a área de sua seção transversal através da fórmula:
Então, para R2 e R3: