Ponte de Wheatstone
O circuito de losango ou ponte de Wheatstone é um esquema de montagem de elementos elétricos que permite a medição do valor de uma resistência elétrica desconhecida. Foi desenvolvido por Samuel Hunter Christie em 1833, porém foi Charles Wheatstone quem ficou famoso com a montagem, tendo-o descrito dez anos mais tarde. A ponte pode estar em equilíbrio ou não: a ponte é considerada equilibrada quando os resistores estão ajustados de maneira que o detector de corrente está aferindo uma corrente igual a zero. Desta maneira, é possível descobrir a resistência desconhecida de um resistor através do produto e quociente das resistências conhecidas, tudo o que é necessário é saber o valor de outros 3 resistores para que se descubra a resistência desconhecida.
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Sir Charles Wheatstone (6 de fevereiro de 1802, Gloucester, Gloucestershire, Inglaterra - 19 de outubro de 1875, Paris) foi um físico inglês e inventor que popularizou a ponte de Wheatstone, um dispositivo que mede com precisão a resistência elétrica e se tornou muito utilizado em laboratórios. Wheatstone foi nomeado professor de filosofia experimental do King's College de Londres, em 1834, o mesmo ano em que ele usou um espelho rotativo em um experimento para medir a velocidade de energia elétrica em um condutor. O mesmo espelho rotativo, por sua sugestão, foi mais tarde utilizado em medições da velocidade da luz. Wheatstone foi também um criptógrafo, e inventou uma máquina chamada The Playfair cipher para criar mensagens secretas indecifráveis. Wheatstone recebeu inúmeras homenagens por suas realizações científicas. Ele se casou em 1847 e teve cinco filhos. Wheatstone foi nomeado cavaleiro em 1868 e morreu em uma visita a Paris em 1875.
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Medição de Resistência (década); Medição de Temperatura (NTC, PTC); Medição de Pressão (Strain Gauge); Medição de Peso (Strain Gauge); LDR (Light Dependent Resistor). Este tipo de circuito pode ser usado para se determinar a tensão mecânica. Sendo Rx um resistor sensível a compressão e os outros três resistores de valores conhecidos, a força aplicada ao resistor variável será proporcional ao valor da resistência desse resistor.
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Para calcular o valor da resistência elétrica (dado em Ohms) do resistor desconhecido (Rx), basta ajustar o valor de pelo menos uma das três resistências de forma que o galvanômetro meça 0 Volts, situação na qual a seguinte relação de proporcionalidade é respeitada. Uma alternativa para se encontrar o valor da resistência desconhecida R x {\displaystyle \scriptstyle R_{x}} caso as outras resistências não possam ser ajustadas é utilizar o valor medido pelo galvanômetro para o cálculo da resistência.
Utilizando a Lei de Kirchhoff das correntes, pode-se encontrar a corrente nos nós B e C: Então, A Lei de Kirchhoff das tensões é utilizada para encontrar a tensão nas malhas ABC e BDC: Quando a ponte está em equilíbrio I G = 0 {\displaystyle I_{G}=0} , logo o segundo conjunto de equações pode ser escrito como: Assim, dividindo-se as equações e rearranjando tem-se: Da Lei de Kirchhoff das correntes, I 3 = I x {\displaystyle \scriptstyle I_{3}\;=\;I_{x}} e I 1 = I 2 {\displaystyle \scriptstyle I_{1}\;=\;I_{2}} . Desta forma o valor desejado de R x {\displaystyle \scriptstyle R_{x}} pode ser calculado por: Se os valores de todos os quatro resistores forem conhecidos e o valor da fonte de tensão V S {\displaystyle \scriptstyle V_{S}} também, além disso a resitência do galvanômetro for grande o suficiente de modo que o valor de I G {\displaystyle \scriptstyle I_{G}} possa ser desconsiderada, então a tensão no meio da ponte V G {\displaystyle \scriptstyle V_{G}} pode ser calculada encontrando-se os valores dos divisores de tensão e subtraindo um do outro, resultando na seguinte equação:
