Pontes de circuitos

Pontes de circuitos são circuitos eletrônicos usados na medição de componentes passivos (resistores, indutores e capacitores). Neste post, serão vistas as pontes existentes e como montá-las.

Ponte de Wheatstone

O circuito da figura destacada é uma ponte de Wheatstone. Esta ponte de resistores pode medir a resistência de um resistor.

A ponte estará em equilíbrio, quando a diferença de potencial entre o ponto B e o lado negativo da fonte DC for igual a diferença de potencial entre o ponto A e o polo negativo da fonte. Em outras palavras, quando a tensão no ponto B é igual a tensão no ponto A, a ponte está equilibrada. Nesta condição, a relação entre os resistores fica:

$\frac{R1}{R3}=\frac{R2}{Rx}$

Sabendo os valores de R1, R2 e R3, é possível saber o valor de Rx.

Ponte de Kelvin ou Thomson

Esta é uma modificação da ponte de Wheatstone. Usada para medir resistências muito pequenas, com valores menores que 1 Ω.

R1 deve ser igual a R3 e R2 igual a R4, a condição de equilíbrio é:

$\frac{Rx}{Ro}=\frac{R4}{R3}$

Rx e Ro devem ter valores baixos, Ro é um valor arbitrário e Rx é o valor a ser medido.

Ponte de Sauty

Agora vou mostrar as pontes de circuitos que medem capacitância. Esta ponte serve para medir a capacitância. Veja que esta ponte usa uma fonte AC. $Cx$ é o capacitor para ser medido e $Co$ é o capacitor de referência.

A condição de equilíbrio é:

$\frac{R1}{R2}=\frac{Xc}{Xo}$

$Xc$ e $Xo$ são as reatâncias capacitivas de $Cx$ e $Co$ respectivamente. Clique no botão abaixo para saber como calcular a reatância.

Resistência, Capacitância, Indutância, Impedância e ReatânciaClique aqui

Ponte de Schering

Esta ponte permite a medida de capacitância de $Cx$ com mais precisão, pois a resistência de fuga do capacitor ($Rx$) pode ser equilibrada com o resistor R2 em paralelo com o capacitor C2.

As condições de equilíbrio são:

$\frac{Cx}{C1}=\frac{R1}{R2}$

$\frac{Rx}{R1}=\frac{C2}{C1}$

Ponte de Wien

Ao contrário das pontes de Sauty e Schering, a ponte de Wien depende da frequência do sinal para obter o equilíbrio.

Esta é a condição de equilíbrio, onde $f$ é a frequência.

$2\pi f=\frac{1}{\sqrt{RxR2CxC2}}$

Ponte de Maxwell

As três pontes de circuitos a seguir medem a indutância. A ponte de Maxwell compara uma reatância indutiva com uma reatância capacitiva.

As condições de equilíbrio são:

$RxR1=R2R3$

$Lx=CR2R3$

Ponte de Hays

Este é o circuito de ponte de Hays e suas condições de equilíbrio respectivamente. Tem o mesmo princípio da ponte de Maxwell.

 $Lx\cdot (1+\omega ^2 R1^2 C1^2)=R2\cdot R3\cdot C1$

$R3\cdot (1+\omega ^2R1^2C1^2)= \omega ^2 C1^2 R1\cdot R2\cdot R3$

$\omega =2\pi f$

Ponte de Owen

Esta ponte não depende da frequência do sinal para atingir o equilíbrio.

Condições de equilíbrio.

$R3=R2\frac{C1}{C2}$

$L3=C1R2R4$