Il termine 'ponte di Wheatstone' è anche chiamato Ponte della Resistenza, ovvero, inventato da 'Charles Wheatstone'. Questo circuito a ponte viene utilizzato per calcolare i valori di resistenza sconosciuti e come mezzo per regolare strumenti di misura, amperometri, voltmetri, ecc. Ma gli attuali millimetri digitali offrono il modo più semplice per calcolare una resistenza. Negli ultimi giorni, il ponte di Wheatstone viene utilizzato in molte applicazioni in quanto può essere utilizzato con i moderni amplificatori operazionali per interfacciare vari sensori e trasduttori a circuito amplificatore S. Questo circuito a ponte è costruito con due semplici resistenze seriali e parallele tra un terminale di alimentazione di tensione e terminali di terra. Quando il ponte è bilanciato, il terminale di terra produce una differenza di tensione zero tra i due rami paralleli. Un ponte di Wheatstone è costituito da due terminali i / pe due o / p include quattro resistori disposti a forma di diamante.

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Ponte di Wheatstone

Wheatstone Bridge e il suo funzionamento

Un ponte di Wheatstone è ampiamente utilizzato per misurare la resistenza elettrica. Questo circuito è costruito con due resistenze note , un resistore sconosciuto e un resistore variabile collegati sotto forma di ponte. Quando il resistore variabile viene regolato, la corrente nel galvanometro diventa zero, il rapporto tra due due resistori sconosciuti è uguale al rapporto tra il valore della resistenza sconosciuta e il valore regolato della resistenza variabile. Utilizzando un ponte di Wheatstone è possibile misurare facilmente il valore sconosciuto della resistenza elettrica.

Disposizione del circuito del ponte di Wheatstone

La disposizione del circuito del ponte di Wheatstone è mostrata di seguito. Questo circuito è progettato con quattro bracci, cioè AB, BC, CD e AD e consiste di resistenze elettriche P, Q, R e S. Tra queste quattro resistenze, P e Q sono resistenze elettriche fisse. Un galvanometro è collegato tra i terminali B e D tramite un interruttore S1. La sorgente di tensione è collegata ai terminali A e C tramite un interruttore S2. Un resistore variabile 'S' è collegato tra i terminali C e D. Il potenziale al terminale D varia quando il valore del resistore variabile si regola. Ad esempio, le correnti I1 e I2 fluiscono attraverso i punti ADC e ABC. Quando il valore di resistenza del braccio CD varia, varia anche la corrente I2.

Disposizione del circuito del ponte di Wheatstone

Se tendiamo a regolare la resistenza variabile, uno stato di cose potrebbe ripresentarsi una volta quando la caduta di tensione attraverso il resistore S che è I2.S diventa specificamente capace per la caduta di tensione attraverso il resistore Q cioè I1.Q. Quindi il potenziale del punto B diventa uguale al potenziale del punto D quindi la differenza di potenziale b / n questi due punti è zero, quindi la corrente attraverso il galvanometro è zero. Quindi la deflessione nel galvanometro è zero quando l'interruttore S2 è chiuso.

Derivazione del ponte di Wheatstone

Dal circuito sopra, le correnti I1 e I2 sono

I1 = V / P + Q e I2 = V / R + S

Ora il potenziale del punto B rispetto al punto C è la caduta di tensione attraverso il transistor Q, quindi l'equazione è

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

Il potenziale del punto D rispetto a C è la caduta di tensione ai capi del resistore S, quindi l'equazione è

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

Dall'equazione 1 e 2 sopra otteniamo,

VQ / P + Q = VS / R + S

`` Q / P + Q = S / R + S

P + Q / Q = R + S / S

P / Q + 1 = R / S + 1

P / Q = R / S

R = SxP / Q

Qui nell'equazione precedente, il valore di P / Q e S è noto, quindi il valore R può essere facilmente determinato.

Le resistenze elettriche del ponte di Wheatstone come P e Q sono fatte di rapporto definito, sono 1: 1 10: 1 (o) 100: 1 noto come braccio di rapporto e il braccio del reostato S è reso sempre variabile da 1-1.000 ohm oppure da 1 a 10.000 ohm

Esempio di ponte di Wheatstone

Il circuito seguente è un ponte di Wheatstone sbilanciato, calcola la tensione o / p tra i punti C e D e il valore del resistore R4 è necessario per bilanciare il circuito del ponte.

Esempio di ponte di Wheatstone

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Il primo braccio della serie nel circuito sopra è ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohm, R1 = 80 ohm, Vs = 100
Sostituisci questi valori nell'equazione precedente
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volt
Il secondo braccio della serie nel circuito sopra è ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 Volt
La tensione tra i punti C e D è data come
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volt.
Il valore del resistore R4 necessario per bilanciare il ponte di Wheatstone è dato come:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohm.

Quindi, finalmente possiamo concludere che, il ponte di Wheatstone ha due terminali i / p e due o / p vale a dire A & B, C e D.Quando il circuito sopra è bilanciato, la tensione ai terminali o / p è zero volt. Quando il ponte di Wheatstone è sbilanciato, la tensione o / p può essere + ve o –ve a seconda della direzione dello squilibrio.

Applicazione di Wheatstone Bridge

L'applicazione del ponte di Wheatstone è un rilevatore di luce che utilizza il circuito del ponte di Wheatstone

Circuito rilevatore di luce a ponte di Wheatstone

I circuiti a ponte bilanciato sono usati in molti applicazioni elettroniche per misurare i cambiamenti di intensità di luce, tensione o pressione. I diversi tipi di sensori resistivi che possono essere utilizzati in un circuito a ponte di Wheatstone includono: potenziometri, LDR, estensimetri e termistori, ecc.

Le applicazioni del ponte di Wheatstone vengono utilizzate per rilevare quantità elettriche e meccaniche. Ma la semplice applicazione del ponte di Wheatstone è la misurazione della luce utilizzando un dispositivo fotoresistivo. Nel circuito a ponte di Wheatstone, un resistore dipendente dalla luce è posizionato al posto di uno dei resistori.

Un LDR è un sensore resistivo passivo, che viene utilizzato per convertire i livelli di luce visibile in una variazione di resistenza e successivamente in tensione. LDR può essere utilizzato per misurare e monitorare il livello di intensità della luce. LDR ha una resistenza di diversi Megha ohm in condizioni di luce fioca o scura intorno a 900 Ω a 100 Lux di intensità luminosa e fino a circa 30 ohm in condizioni di luce intensa. Collegando il resistore dipendente dalla luce nel circuito del ponte di Wheatstone, possiamo misurare e monitorare i cambiamenti nei livelli di luce.

Questo riguarda il ponte di Wheatstone e il principio del ponte di Wheatstone, il suo funzionamento con l'applicazione. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, eventuali domande o dubbi riguardanti questo articolo o progetti di elettronica , per favore dai il tuo feedback commentando nella sezione commenti qui sotto.

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