Puente de Wheatstone

Puente de Wheatstone

1. Concepto

El circuito en forma de diamante del puente de Wheatstone, cuyo concepto fue desarrollado por Charles Wheatstone, puede utilizarse para medir con precisión valores de resistencia desconocidos, o como medio para calibrar instrumentos de medida, voltímetros, amperímetros, etc., mediante el uso de una resistencia variable y una sencilla fórmula matemática.

El circuito de puente de Wheatstone no es más que dos simples arreglos serie-paralelo de resistencias conectadas entre un terminal de suministro de voltaje y tierra que producen una diferencia de voltaje cero entre las dos ramas paralelas cuando están equilibradas. Un circuito de puente de Wheatstone tiene dos terminales de entrada y dos terminales de salida que consisten en cuatro resistencias configuradas en una disposición familiar en forma de diamante, como se muestra. Esta es la forma típica en que se dibuja el puente de Wheatstone.

1. ¿Qué mide?

Aunque hoy en día los multímetros digitales proporcionan la forma más sencilla de medir una resistencia. El puente de Wheatstone puede utilizarse para comparar una resistencia desconocida con la de una resistencia conocida para determinar su valor, lo que permite medir valores muy bajos de resistencias en el rango de los mili-Ohms (mΩ).

1. Circuito

La imagen siguiente muestra dos ilustraciones diferentes del puente de Wheatstone que son eléctricamente idénticas: la figura a) muestra la representación habitual del rombo en el que se utiliza el Wheatstone; y la figura b) es una representación del mismo circuito, que será más clara para una persona sin conocimientos de electricidad.

[pic 1]

Los cuatro brazos o ramas del circuito puente están formados por las resistencias R1 a R4. Los puntos de esquina 2 y 3 del puente designan las conexiones para la tensión de excitación del puente Vs. La tensión de salida del puente V0, que es la señal de medida, está disponible en los puntos de esquina 1 y 4.

No existe una norma generalmente aceptada para la designación de los componentes y conexiones del puente. En la literatura existente, hay todo tipo de designaciones y esto se refleja en las ecuaciones de los puentes. Por lo tanto, es fundamental tener en cuenta las designaciones y los índices utilizados en las ecuaciones junto con sus posiciones en las redes de puentes para evitar interpretaciones erróneas.

El puente suele tener una tensión continua o alterna aplicada y estabilizada Vs. Si se aplica una tensión de alimentación Vs a los puntos de alimentación del puente 2 y 3, la tensión de alimentación se reparte en las dos mitades del puente R1, R2 y R4, R3 como una relación de las resistencias correspondientes del puente, es decir, cada mitad del puente forma un divisor de tensión.

1. Cómo funciona

El puente de Wheatstone puede utilizarse de varias maneras para medir la resistencia eléctrica:

• Para la determinación del valor absoluto de una resistencia por comparación con una resistencia conocida
• Para la determinación de los cambios relativos en la resistencia

Este último método se utiliza en las técnicas de galgas extensométricas. Permite medir con gran precisión los cambios relativos de la resistencia en la galga extensométrica, que suelen ser del orden de 10-4 a 10-2 Ω/Ω.

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