Misure di resistenze con il ponte di Wheatstone

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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02/06/2017
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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