Ponte de Wheatstone como Medidor por Comparação

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Materiais Elétricos e Medidas

PRÁTICA 02 – Ponte de Wheatstone como Medidor por Comparação

Professor: Helder Vinicius Avanco  Galeti e Luís Barêa

   

   

 Bruna Lomes da Silva

Caik Lucas Ribeiro

Gregório Sant’Anna

Lucas Valério

São Carlos / SP

11 de janeiro de 2022

PRÁTICA 02 – Ponte de Wheatstone como Medidor por Comparação

1) A ponte de Wheatstone, como mostrada na Figura 1, é um circuito empregado como medidor por comparação. Neste experimento ela será utilizada para a medição de resistências, utilizando o conceito de detecção zero. Em especial, quando a ponte opera como detector de zero, ela é menos sensível a problemas de calibração ou de precisão dos padrões de referência. Na Figura 1, por exemplo, se os valores das resistências Rx, Rd, R1, R2 forem tais que os potenciais em “c” e em “d” sejam iguais, nenhuma corrente irá circular no amperímetro. Sabendo disso, estude o circuito proposto e equacione a situação de equilíbrio, mostrando como o valor de uma resistência desconhecida RX poderá ser encontrada em função das outras resistências Rd, R1 e R2. Lembrando que Rp é conhecida e utilizada apenas para proteger a fonte. R1 e R2 também são conhecidos e Rd pode ser variado com uma resistência variada e conhecida.

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2) Monte o circuito da Figura 1 utilizando os valores nominais de Rp = 1,0 kΩ, R1=5,6kΩ, R2=5,6kΩ e Rx=5,6KΩ. Meça todas as resistências com o ohmímetro e anote na tabela.

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3) Ajuste a tensão E da fonte para 5V. Coloque o amperímetro na escala de 2mA. Varie a resistência Rd utilizando um potenciômetro de 10 KΩ e pare para cada valor de corrente descrita na tabela 1 e medida no amperímetro. Neste momento, desconecte o cabo do amperímetro e troque a escala para 200µA e ligue o amperímetro. Faça um ajuste fino no potenciômetro para chegar na corrente solicitada na tabela. Desligue um cabo do amperímetro, retire um cabo do potenciômetro e meça sua resistência com o ohmímetro, anotando o valor na tabela. Ligue novamente o potenciômetro e o amperímetro. Regule o potenciômetro até obter a próxima corrente da tabela e repita o processo de retirar um cabo do amperímetro e do potenciômetro e medir a resistência do potenciômetro. Siga esse processo até o final da tabela.

                

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Tabela 1. Valores nominais de Rd, Valores medidos de Rd e valores das correntes para cada Rd.

4) Repita o item anterior substituindo R1=R2= 2.7KΩ. Lembre-se de medir o valor de R1 e R2 com o ohmímetro e anotar.

 

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 Tabela 2. Valores nominais de Rd, Valores medidos de Rd e valores das correntes para cada Rd.

5) Plote os resultados dos itens 3 e 4 em um mesmo gráfico. Observe que a sensibilidade da ponte, ou seja, a “qualidade da definição do equilíbrio”, depende dos valores dos resistores conhecidos (R1, R2, Rx). Logo, analisando os gráficos, verifique para quais valores de R1 e R2 (comparados ao valor de Rx) há maior variação da corrente I no amperímetro, quando a ponte se afasta do equilíbrio. Anexe este gráfico no final do relatório e escreva a análise abaixo.

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Gráfico 1: Gráfico do Valor da resistência Rd (kΩ) em função da Corrente através do Amperímetro (uA).

 Resposta: Analisando o gráfico, pode-se perceber que quanto menor forem os valores de R1 e R2 mais próximo será o valor de Rd com o valor de Rx.

6) Qual a explicação para as correntes negativas obtidas nos itens 3 e 4? E qual o significado da corrente nula medida no amperímetro?

Resposta: Ao realizar a soma dos potenciais elétricos, caso um resistor seja percorrido a favor da corrente elétrica, o sinal do potencial elétrico será positivo, já se o resistor percorrido for atravessado por uma corrente elétrica no sentido contrário, o sinal será negativo, ou seja, vai ser negativa se for adotado como referência, do sentido esquerdo para o direito. Logo, o sinal da corrente depende do referencial.

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