Misura di una resistenza: il ponte di Wheatstone

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La resistenza elettrica è una particolare caratteristica di un corpo di opporsi al passaggio della corrente elettrica se sottoposto ad una tensione elettrica. Questa tendenza di un corpo ad opporsi al passaggio di corrente è legata al tipo di materiale di cui è composto e alla temperatura. Misurare la resistenza elettrica può risultare molto importante e per farlo potremo utilizzare vari metodi che potremo trovare molto facilmente nelle varie guide presenti su internet, che ci mostreranno passo dopo passo, come fare per riuscire a calcolare questa proprietà dei vari materiali. Nei passi successivi, in particolare, vedremo come fare per riuscire ad effettuare correttamente la misura di una resistenza, utilizzando il metodo del ponte di Wheatstone.

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Occorrente

  • seguire i consigli riportati nella guida.
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Condizione di equilibrio

La ricerca della condizione di equilibrio viene effettuata comunemente fissando i valori del rapporto tra R1 e R2 e variando la R3. Facciamo diversi tentativi fino a raggiungere l'azzeramento. All'inizio si cerca un azzeramento grossolano, mettendo nella diagonale galvanometrica una resistenza addizionale che va a ridurre le correnti nei rami. In un secondo momento togliamo la resistenza addizionale offrendo allo strumento maggiore sensibilità e portiamo la tensione al massimo valore sopportato dalle resistenze.

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Diagonale di rilevazione

L'altra diagonale è detta di rilevazione, di lato BD, all'interno di essa abbiamo il galvanometro, uno strumento capace di individuare anche un minimo passaggio della corrente, senza misurarla. Questo strumento è detto a zero centrale, perché è capace di rilevare valori di corrente sia positivi che negativi. Abbiamo due lati di proporzione, AB e AD, in cui sono inserite le resistenze note R1 e R2. Il lato CD è detto di paragone, è costituito da un resistore di precisione variabile entro un'ampia gamma di valori. Nel lato BC viene inserito il resistore con resistenza incognita che chiamiamo Rx.

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Calcolo della resistenza

Il verso della corrente non può cambiare, la corrente del galvanometro invece dipende, sia in intensità sia in verso, dalla differenza di potenziale tra i punti B e D. Possiamo notare che variando le resistenze R1, R2, e R3 si riceve la condizione di equilibrio del ponte, che si avrà quando i potenziali ai punti B e D saranno uguali, quindi quando il galvanometro non avendo nessuna deviazione, farà risultare la corrente nulla. Per il principio di Kirchhoff avremo l'uguaglianza delle correnti che interessano i punti B e D, di conseguenza avremo uguale anche la tensione. In definitiva il ponte è in una condizione di equilibrio quando i prodotti della resistenze delle due coppie di lati opposti tra loro sono uguali. Noti i valori delle tre resistenze incognite possiamo calcolare la resistenza incognita, facendo la divisione tra R1 e R2 e moltiplicando il tutto per R3.

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