PONTE DE WHEATSTONE- Física Experimental 3

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CEM128 - F́ısica Experimental III · 2021-2 · Relatório Lab. nº 06
Equipe
• Julia Kurschner dos Santos GRR20194762
• Mayara dos Santos Oliveira GRR20194650
• Vitória de França Benguella GRR20196963
1 Introdução
No seguinte trabalho foi estudado a ponte de Wheatstone, que é um tipo de circuito elétrico utilizado para
medir, com grande precisão, a resistência elétrica de um resistor desconhecido. Esses circuitos são formados
por quatro resistores, sendo dois conhecidos, um ajustável, um desconhecido que se pretende determinar e uma
fonte de tensão, o volt́ımetro.
A ponte de Wheatstone foi inventada por Samuel Hunter Christie, que homenageou Sir Charles Wheatstone,
pioneiro na exploração das medidas de resistência.
Além de sua utilização mais comum, a de medir resistência elétrica desconhecida, a ponte de Wheats-
tone é utilizada também para aplicação de aparelhos de medição, como termômetros, termômetros eletrônicos,
lux́ımetros, e tipos de circuitos que necessitam de sensores precisos, como balanças, termostatos sensores de
pressão entre outros.
Para determinar essa resistência desconhecida (Rx), deve-se ajustar o volt́ımetro igual a zero, ou seja, deixar
a ponte em equiĺıbrio. Assim, a resistência variável, conhecida como potenciômetro, permite ajustar a ponte
como mostrado na equação a seguir:
Rx =
R1.(R3)
R2
(1)
Onde: R é a resistência (Ohm)
2 Descrição do Experimento
O experimento foi executado através da plataforma CIRCUITLAB, tendo em vista colocar em prática a ponte
de Wheatstone, buscando entender o seu funcionamento, medindo as resistências dos resistores e efetuando
medidas com volt́ımetro. Além de serem utilizados três resistores, um potenciômetro, um mult́ımetro digital e
cabos para conexões como materiais.
Para a montagem do circuito, foram registrados valores para a fonte de tensão, para os resistores R1, R2 e
R3 e calculado o valor da resistência desconhecida Rx através da equação 1. Além de que o volt́ımetro ficou
zerado para encontrar o ponto de equiĺıbrio da ponte, sendo conectado entre os pontos VC e VD.
A fim de uma melhor análise do experimento, foram alterados cinco vezes o valor do potenciômetro, conse-
quentemente alterando o valor da resistência desconhecida, assim resultando em cinco casos.
3 Resultados e Discussões
Com os dados obtidos no experimento durante montagem do circuito, foi elaborada a tabela a seguir:
Tabela 1:
Caso Potenciometro (kΩ) Rx (kΩ)
1 2407 1283.7
2 2000 1544.9
3 2200 1404.47
4 1800 1716.6
5 1600 1931.15
1
• Caso 1:
Figura 1: Caso 1
• Caso 2:
Figura 2: Caso 2
• Caso 3:
Figura 3: Caso 3
2
• Caso 4:
Figura 4: Caso 4
• Caso 5:
Figura 5: Caso 5
• Calculando a tensão (caso 2):
VCA = 10.74V − 19V = −8.26V
VDA = 10.74 − 19 = −8.26V
VEC = 0 − 10.74 = −10.74V
VED = 0 − 10.74 = −10.74V
• Com a ponte em equiĺıbrio e baseando-se nas medidas obtidas a partir do cálculo da tensão, foi calculado
as correntes IR1 e IRx, utilizando a equação
U = R ∗ I (2)
Dessa forma, foram obtidos os seguintes resultados:
IR1 = 19/(1538 ∗ 1000) = 12 ∗ 10−6
IRx = 19/(1544.9 ∗ 1000) = 12.3 ∗ 10−6
• Com a ponte equilibrada, foi calculada a potência dissipada em cada resistor. Utilizando a equação
P = R ∗ I2 (3)
PR1 = 1538 ∗ 1000 ∗ (12.3 ∗ 10−6) = 18.91W
PR2 = 2000 ∗ 1000 ∗ (12.3 ∗ 10−6) = 24.6W
PR3 = 2009 ∗ 1000 ∗ (12.3 ∗ 10−6) = 24.7W
PRx = 1544.9 ∗ 1000 ∗ (12.3 ∗ 10−6) = 19.002W
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4 Conclusões
Após a realização desse experimento, conclui-se que a partir da ponte de Wheatstone, é posśıvel encontrar a
resistência de um resistor de um circuito que possui três resistores conhecidos, em equiĺıbrio, ou seja, com o
volt́ımetro igual a zero. Sendo assim foi observado que a medida que é alterada a tensão de alimentação da
ponte, os valores de resistência e corrente elétrica são alterados também, pois conforme diz a equação 2, ao
aumentar a tensão de alimentação, a resistência aumenta, ou seja, é diretamente proporcional, e a corrente
diminuiu, porque é inversamente proporcional.
Referências
[1] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de f́ısica. volume 3: Eletromagnetismo, 9ª edição, Editora
LTC, Rio de Janeiro, 2013.
[2] https:///www.circuitlab.com/editor/ acesso em 01 de junho de 2021.
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