Che cos'è un ponte di Wheatstone?
Un ponte di Wheatstone è un tipo di circuito elettrico noto come circuito a ponte e viene utilizzato per determinare la resistenza di un elemento del circuito. Questo può essere usato per testare la resistenza di vari componenti come resistori, sezioni di filo e qualsiasi altro conduttore elettrico. Un tipico circuito a ponte del tipo Wheatstone utilizza quattro resistori suddivisi in due gambe. Bilanciando una gamba del circuito con una resistenza fissa e nota rispetto a quella con la resistenza sconosciuta, è possibile calcolare la resistenza del componente da testare.
Come molte invenzioni e tecniche, questo tipo di circuito di prova non è chiamato per la persona che lo ha inventato per primo, ma per la persona che lo ha sviluppato e perfezionato. È stato sviluppato all'inizio del XIX secolo da un uomo di nome Samuel Christie, ma è stato reso popolare da Sir Charles Wheatstone, con il cui nome è ora noto. I principi con cui opera un circuito a ponte di Wheatstone e i metodi per i quali viene utilizzato non sono cambiati significativamente dalla sua invenzione, sebbene siano stati sviluppati molti perfezionamenti e variazioni.
Nella sua forma più semplice, un ponte di Wheatstone è costituito da un circuito elettrico a due gambe, una sorgente di ingresso elettrica a tensione costante, quattro resistori, di cui due con resistenza fissa nota, uno con resistenza variabile che può essere monitorato in quanto modifiche e resistenza da testare. È inoltre necessario un misuratore di tensione. Questa configurazione di base consente di testare qualsiasi materiale conduttivo per determinarne la resistenza con un livello di precisione molto elevato.
Il circuito è progettato per dividere la corrente in entrata in due gambe, che sono collegate tra loro. Ogni gamba ha due elementi di resistenza. Un resistore di ciascuna gamba ha una resistenza fissa e nota. Su una gamba, questo resistore è accoppiato con un resistore variabile e deve esserci un mezzo per monitorare la resistenza mentre cambia. Sull'altra gamba, la resistenza con la resistenza nota è accoppiata al componente da testare. Quando viene introdotta la corrente, il resistore variabile viene manipolato fino a quando l'indicatore di tensione registra un flusso di corrente zero, il che significa che le resistenze di ogni gamba sono esattamente identiche.
Controllando l'impostazione della resistenza del resistore variabile, è quindi possibile calcolare facilmente la resistenza del componente di prova. È possibile costruire un ponte di Wheatstone usando tre resistori con resistenze fisse purché siano noti tutti i valori. I calcoli coinvolti nella ricerca della resistenza del componente del test sono più complessi quando si utilizza un bridge Wheatstone di questo tipo, ma i principi di base coinvolti sono gli stessi.