Ponte de Wheatstone: tensão de desequilíbrio e resistência de equilíbrio
Informe os quatro resistores e a tensão da fonte para ver a tensão entre os pontos do meio da ponte e o valor de R4 que equilibra a ponte.
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Resultado
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A disposição usada
R1 e R2 formam o lado esquerdo (R1 em cima, R2 embaixo) e R3 e R4 o lado direito (R3 em cima, R4 embaixo), todos ligados à fonte Vs. O galvanômetro fica entre os pontos do meio. Outra disposição troca os papéis dos resistores: confira a sua.
Va = Vs · R2 ÷ (R1 + R2); Vb = Vs · R4 ÷ (R3 + R4); Vout = Vb − Va
Equilíbrio e medida
equilíbrio: R1 ÷ R2 = R3 ÷ R4, isto é, R4 = R2 · R3 ÷ R1
Com R1 = 1.000 Ω, R2 = 2.000 Ω, R3 = 1.000 Ω, R4 = 2.200 Ω e Vs = 5 V, a tensão entre os pontos do meio é 0,104167 V (Va = 3,333333 V e Vb = 3,4375 V) e o R4 de equilíbrio seria 2.000 Ω. Com R4 = 2.000 Ω a tensão cai a 0 V: a ponte está equilibrada.
O que o cálculo não considera
- Sem carga: a tensão calculada é a de circuito aberto entre os pontos do meio; um galvanômetro ou voltímetro real tem resistência própria.
- Resistores ideais, sem tolerância, temperatura nem resistência dos fios.
- A tensão Vout tem sinal: positivo quando o ponto do lado direito está mais alto que o do lado esquerdo.
Perguntas frequentes
Como calcular a tensão na ponte de Wheatstone?
Calcule a tensão de cada lado como divisor de tensão e subtraia: Vout = Vs · (R4 ÷ (R3 + R4) − R2 ÷ (R1 + R2)). Zero significa ponte equilibrada.
Qual a condição de equilíbrio da ponte de Wheatstone?
As razões dos dois lados são iguais: R1 ÷ R2 = R3 ÷ R4. Daí o resistor desconhecido: R4 = R2 · R3 ÷ R1.