Calculadora de ponte de Wheatstone (tensão de desequilíbrio e resistência incógnita)
A ponte de Wheatstone tem quatro braços: R1 e R2 de um lado, R3 e Rx do outro, alimentados por uma tensão Vs. Esta calculadora resolve os dois usos clássicos: achar o Rx desconhecido quando a ponte está equilibrada (Vg = 0), e achar a tensão de desequilíbrio Vg quando os quatro braços são conhecidos (útil para sensores resistivos, como strain gauge e RTD).
Rx no equilíbrio usa só R1, R2 e R3 (é o valor que zeraria Vg). A tensão de desequilíbrio usa também o Rx digitado acima — deixe R1 = R2 = R3 = Rx para simular a ponte equilibrada (Vg = 0).
Como usar
Para achar uma resistência desconhecida: monte a ponte com Rx no lugar do braço desconhecido, ajuste R2 (normalmente uma década resistiva) até o galvanômetro entre C e D marcar zero, e leia R1, R2 e R3 usados — o resultado "Rx no equilíbrio" é a resposta. Para prever o sinal de um sensor resistivo (strain gauge, RTD, termistor em ponte), digite os quatro braços e Vs e leia a tensão de desequilíbrio Vg.
Fórmulas
Com Vs aplicada entre os nós de alimentação e Vg medido entre os nós centrais C (entre R1 e R2) e D (entre R3 e Rx):
Vg = Vs · [ R2/(R1+R2) − Rx/(R3+Rx) ]
No equilíbrio (Vg = 0): R1 · Rx = R2 · R3, ou seja Rx = R2 · R3 / R1.
Exemplo
R1 = R3 = 1 kΩ, R2 ajustado até zerar o galvanômetro em 2,2 kΩ: Rx = 2200 · 1000 / 1000 = 2,2 kΩ. Se em vez disso Rx valer 2,4 kΩ (fora do equilíbrio) com Vs = 10 V, sobra uma tensão de desequilíbrio de cerca de −184 mV entre C e D.
Na prática
A ponte de Wheatstone é sensível a resistência de contato e de fio nos braços — em medições de precisão (RTD de 3 ou 4 fios, strain gauge) a fiação até o sensor entra na conta como parte do braço Rx. Para sinais de desequilíbrio pequenos (poucos mV), meça com um multímetro de boa resolução ou amplifique o sinal antes de ler.
Perguntas frequentes
Para que serve a ponte de Wheatstone?
Para medir uma resistência desconhecida com precisão (comparando com resistores conhecidos, sem depender da exatidão de um ohmímetro) e para ler sensores resistivos (strain gauge, RTD, termistor) como uma pequena tensão de desequilíbrio.
Por que a ponte precisa estar equilibrada para achar Rx?
No equilíbrio a corrente pelo galvanômetro central é zero, então a leitura não depende da resistência interna do instrumento nem da tensão exata de Vs — só da razão entre os quatro braços.
Veja também
Calculadora e texto sob licença CC BY-NC-SA 4.0.
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