Ponte di Wheatstone
Scopo della prova
Misura di precisione di resistenze medie
Materiali
Alimentatore, ponte di Wheatstone, alcuni resistori
con resistenze medie.
Schema elettrico
Procedura
E' il sistema classico e più diffuso per la misura di una resistenza incognita. Il circuito che
si impiega è quello mostrato nella figura 1 nel quale il ponte è costituito dal quadrilatero
resistivo consistente da tre resistenze a decadi a cassette e dalla resistenza incognita Rx.
Altri elementi sono un alimentatore stabilizzato, un galvanometro a zero centrale ed un
reostato R.
Il galvanometro può essere sostituito da un oscilloscopio o da una cuffia telefonica se
l'alimentazione è in corrente alternata.
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Fig. 1.
Il reostato ha il compito di adeguare il valore della corrente fornita dal generatore a quella
idonea per effettuare la misura.
La prova si effettua variando con cura i valori delle resistenze R 1, R2, R3 fino a che non si
raggiunge la condizione di equilibrio. Tale condizione è raggiunta quando il galvanometro
(strumento particolarmente sensibile) segnala che non c'è passaggio di corrente. Se,
invece, del galvanometro si usa una cuffia telefonica, l'equilibrio del ponte è raggiunto
quando non si sente alcun rumore.
Infine, usando l'oscilloscopio quale rivelatore di zero, si nota che il ponte è in equilibrio
quando si vede sullo schermo la riga orizzontale che non cambia posizione quando si
passa con l'opportuno selettore da DC a GND.
Nella condizione d'equilibrio si ha anche che il potenziale VA = VC, ciò significa che VAC = 0
(ecco perché il galvanometro non segnala alcun passaggio di corrente).
Nella condizione d'equilibrio la corrente che passa su R 1 è uguale a quella che passa su
R2, mentre quella che passa su R3 è uguale a quella che passa su Rx. Dunque si può
scrivere:
VDA = VDC;
VBA = VBC
E quindi:
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R1 I1 = R3 I2;
R2 I1 = Rx I2;
Dividendo membro a membro e semplificando si ottiene:
R1 Rx = R2 R3
Dalla quale si può determinare il valore della resistenza incognita:
.
Si ricordi la regola pratica: quando il ponte è in equilibrio il prodotto a croce delle
resistenze è uguale.
La misura della resistenza con questo metodo è tanto più precisa quanto più si raggiunge
la perfetta condizione d'equilibrio. Per resistenze di valore inferiore a qualche decina di
ohm, si perde la precisione della misura in quanto non sono più trascurabili le resistenze
introdotte dai contatti. Se, invece, la resistenza da misurare è molto elevata, è bene
spostare il cursore del reostato in modo che la corrente erogata dal generatore sia
sufficientemente elevata, tale da eccitare il rilevatore di zero.
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