Puente de Wheatstone

METODO DEL PUENTE DE WHEATSTONE
MEDICION DE RESISTENCIA POR EL METODO DEL PUENTE DE WHEATSTONE

CONTENIDOS
El puente de Wheatstone. Sensibilidad del método o del sistema. Alcances
del Puente de Wheatstone. Errores que se cometen. Verdadero valor de la resistencia
incógnita.
OBJETIVOS
! Calcular el valor de una resistencia utilizando el método de medición
" Puente de Wheatstone ".
! Determinar loserrores sistemáticos y los errores accidentales
cometidos con este método.
! Comparar este método respecto de otros.

V.1

FUNDAMENTOS TEORICOS

V.1.1 El Puente de Wheatstone
De las formas hasta ahora vistas para medir el valor de una resistencia, los
métodos de "cero" o los métodos de puente en general, son los más exactos y precisos, ya
que se emplean para su determinación, otras resistenciasperfectamente conocidas
(calibradas) como patrones de referencia. De todos modos, el valor de resistencia así
medido no es más exacto que el valor tomado como base de comparación, por más precisa
que sea la medición.
Los errores de medida que pueden obtenerse mediante Wheatstone son del
orden del 0,1 al 0,01%. En el puente de Thompson, en cambio, la exactitud es mayor si se
realizan medidas deresistencias menores de 10 ohms y hasta 0,00001 ohms.
El puente de Wheatstone es empleado para mediciones desde 1 a 100.000
ohms; por fuera de estos valores surgen imprecisiones que se atribuyen a los contactos de
las resistencias regulables, disminuyendo mucho la exactitud del método.
El puente de hilo es un tipo particular del anterior, donde las dos resistencias
patrón se encuentran sobre unalambre que divide un contacto móvil conectado al
galvanómetro.
Un esquema del circuito del puente de Wheatstone y sus referencias es el
siguiente:

1

A : Resistencia patrón, calibrada, regulable.

FEM

B : Idem anterior.

I

(2)

R : Resistencia a determinar.
IA

S : Resistencia variable, calibrada, para equilibrar
el puente.

A

I

G : Galvanómetro.

IB
B

Rg

IA

Sh

IB

Rg: Resistencia interna delgalvanómetro.
G

FEM : Fuente de tensión continua.

(1)

IR

IS

(3)

I : Corriente general del circuito.
Ig: Corriente que circula por el galvanómetro.

Ig

R

IS

IR

IA ,IB, IR, IS : Corrientes que circulan por las
respectivas resistencias.

S

(4)

Los brazos A y B del puente se denominan "brazos de relación", mientras
que al brazo S se lo llama "brazo de comparación".
Se dice que el puenteestá equilibrado, cuando por la rama central que
conecta el galvanómetro no circula corriente. Para llegar al equilibrio del puente, primero
se debe conectar la llave que da tensión al circuito; luego se cierra la llave de la rama
central, regulando la corriente que circula por el galvanómetro para protegerlo de corrientes
elevadas.
Cuando el puente puede estar lejos del equilibrio y la tensión V24puede ser
grande, el instrumento se protege mediante una resistencia shunt variable, que hace que por
el aparato circule solo una fracción de corriente; cuando el contacto deslizante del shunt
está en el extremo superior (ver fig. 1), el galvanómetro está completamente protegido y
tiene su máxima sensibilidad cuando el contacto está en el extremo inferior.
Analizaremos a continuación lo queocurre con las corrientes en los nudos y
las mallas (que nos interesan), por aplicación de las leyes de Kirchoff :
Nudo (2)

IA = IB + Ig

(1)

Nudo (4)

IS = IR + Ig

(2)

Malla (2-1-4-2)

V24 = IR R - IA A

(3)

Malla (2-3-4-2)

V24 = IB B - IS S

(4)

Ambas tensiones (ecuaciones 3 y 4) son iguales, dado que los potenciales en
los nudos 2 y 4, o su diferencia V24, son únicos, cualquiera sea elrecorrido para calcularlos.

2

Ahora bien, supongamos que por variación de las resistencias A, B y S,
logramos una condición de equilibrio en la que Ig = 0, lo que se manifiesta por que el
galvanómetro no indica ninguna desviación de su posición de reposo; es decir, indica
corriente nula.
Dado que Ig = V24 / Rg , si Ig = 0 es V24 = 0 y en consecuencia las fórmulas
(1), (2), (3) y (4) quedan :
IA =...