LAB_Basico_II_Relatorio_4 (Ponte de Wheatstone )

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA 
LABORATÓRIO BÁSICO II 
 
 
 
 
ANTHONNY GUILLER NEVES PEREIRA (202102140048) 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 4: Ponte de Wheatstone 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELÉM/PA 
2023 
ANTHONNY GUILLER NEVES PEREIRA (202102140048) 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 4: Ponte de Wheatstone 
 
 
 
 
 
Relatório sobre ponte de Wheatstone apresentado 
como parte de avaliação para a disciplina de 
Laboratório Básico II ministrada pelo professor 
Dr. Jaime Antonio Urban do Instituto de 
Tecnologia da Universidade Federal do Pará - 
Campus Belém. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELÉM/PA 
2023 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 4 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 4 
3. METODOLOGIA ....................................................................................................... 5 
3.1. Equipamentos e materiais .......................................................................................... 5 
3.2. Metodologia do experimento ..................................................................................... 6 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................................. 7 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................... 8 
REFERENCIAS ............................................................................................................. 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
A ponte de Wheatstone, concebida por Samuel Hunter Christie em 1833 e 
popularizada por Charles Wheatstone, representa uma abordagem fundamental na 
medição precisa de resistências. Esta técnica, baseada na disposição de resistores em 
formato de losango, tem sido amplamente empregada para determinar valores de 
resistência na faixa de 1Ω a 1MΩ, alcançando precisões notáveis, da ordem de ±0,1%, 
em modelos comerciais. 
A metodologia do experimento é crucial para a precisão das medições, e seu 
princípio reside na busca do equilíbrio de correntes, revelado pela menor corrente possível 
em um ponto específico da ponte. A teoria por trás desse conceito é sustentada pela lei de 
Kirchoff, que exige que a corrente no nó do galvanômetro seja zero. 
Neste contexto, este relatório se propõe a explorar e aplicar a ponte de Wheatstone 
em um experimento prático, utilizando um circuito em losango composto por resistores 
conhecidos e desconhecidos. A metodologia adotada envolve a montagem cuidadosa do 
circuito, ajustes no reostato para encontrar o equilíbrio de corrente e medidas precisas 
para subsidiar o cálculo da resistência desconhecida. 
A busca pela veracidade dos resultados é conduzida mediante a aplicação da 
equação característica da ponte de Wheatstone, adaptada para o experimento em questão. 
A análise cuidadosa dos dados experimentais, incluindo medidas de comprimento e 
valores de resistências conhecidas, permite verificar a eficácia da teoria na determinação 
precisa da resistência desconhecida. 
Ao final, este estudo contribui para a compreensão prática e aplicação da ponte de 
Wheatstone, destacando sua utilidade na obtenção de resultados confiáveis e precisos. A 
verificação experimental dos cálculos reforça a confiabilidade do método, evidenciando 
sua relevância em contextos práticos de medição de resistências elétricas. 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 O circuito em losango, em uma associação de resistores, foi desenvolvido por 
Samuel Hunter Christie em 1833, mas Charles Wheatstone que tornou popular a sua 
montagem e aplicação quando haviam associações de resistores onde apenas um era 
desconhecido. 
 Segundo Nilsson e Riedel (2015) “A ponte de Wheatstone é usada para medir com 
precisão resistências de valores médios, ou seja, na faixa de 1Ω a 1MΩ. Em modelos 
comerciais dessa ponte, precisões da ordem de ±0,1% são possíveis”. Com isso em 
mente, a teoria em torno dessa ponte se dá pela associação de resistores em formato de 
losango, tal como na figura 1. 
Figura 1 – Circuito ponte de Wheatstone 
 
Fonte: Nilsson e Riedel (2015) 
 Dada uma fonte de energia que gera uma corrente no circuito, temos uma 
bifurcação da corrente, que irá passar por todos os 4 resistores do sistema. A conexão 
entre os pontos ‘a’ e ‘b’ é justamente o que gera essa ‘ponte’ no circuito. 
 A ponte entre esses pontos é quantificada através de um instrumento de medição 
de corrente (amperímetro ou galvanômetro) para identificar o ponto em que há a menor 
corrente possível; quão mais próximo de zero seria o ideal. Isso somente é possível graças 
a lei de Kirchoff, ou seja, a corrente no nó do galvanômetro deve ser zero 𝑖𝑔 = 0. Assim 
sendo a associação pode ser expressa da seguinte forma, equação 1. 
𝑅3
𝑅1
=
𝑅𝑥
𝑅2
 
𝑅𝑥 =
𝑅2
𝑅1
𝑅3 
𝑅4 =
𝑅2. 𝑅3
𝑅1
 (1) 
 
3. METODOLOGIA 
3.1. Equipamentos e materiais 
• Fonte de alimentação até 25V; 
• Multímetro; 
• Cabos de conexão; 
• Reostato; 
• 1 resistor 270Ω e 1 resistor de 330Ω; 
3.2. Metodologia do experimento 
 Com o embasamento teórico da ponte de Wheatstone, primeiramente deveríamos 
ter em mente que há a necessidade de existir 4 resistores ao todo no sistema, sendo um 
deles aquele com resistência desconhecida, no caso do experimento realizado utilizamos 
um reostato para equivaler a dois resistores, pois com o reostato é possível gerar duas 
resistências diferentes com cada “metade” do dispositivo, além dele utilizamos dois 
resistores sendo um com resistência conhecida e outro não. 
 Sobre esses resistores, ambos têm sim resistência média conhecida, justamente 
por causa do código de cores que cada um deles tem impresso no corpo, mas a fim de 
experimentação consideraremos o resistor 4 como aquele de resistência desconhecida. 
Assim como pode ser visto na figura a seguir. 
Figura 2 – Resistor 4 e resistor 3 
 
Fonte: autor 
 Com esses fatos em mente montamos o sistema utilizando o reostato e os 
resistores, assim como segue a próxima figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Circuito montado e resistores numerados 
 
Fonte: Autor 
 O multímetro foi configurado para medir valores de corrente entre o reostato e um 
resistor, precisaríamos chegar o mais próximo possível de 0A de corrente, então mexemos 
levemente o cursor do reostato até encontrarmos esse ponto de equilíbrio na ligação entre 
resistores. 
 Após isso, medimos os comprimentos 𝐿1 e 𝐿2, de acordo com o centro do cursor 
do reostato, sendo respectivamente relacionadas ao resistor e resistor 2 do circuito. Essas 
medidas serão importantes para relacionar as resistências na formula final da ponte de 
Wheatstone. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 Para encontrar o valor da resistência desconhecida (resistor 4), podemos utilizar a 
equação 1, reescrita da seguinte forma. 
𝑅4 =
𝑅2. 𝑅3
𝑅1
 (1) 
 Como utilizamos um reostato no lugar de resistores separados temos uma 
vantagem no equacionamento, pois sabendo que esse dispositivo é ôhmico podemos 
traçar um paralelo com a segunda lei de Ohm, onde temos: 
1 
2 
3 
4 
𝑅1 =
𝜌. 𝐿1
𝐴
(2) 𝑅2 =
𝜌. 𝐿2
𝐴
 (3) 
 
Ao substituirmos na equação 1, teremos uma relação direta entre os 
comprimentos, não sendo necessário determinar diretamente os valores para R1 e R2. 
𝑅4 =
𝜌. 𝐿2
𝐴 . 𝑅3
𝜌. 𝐿1
𝐴
 
𝑅4 =
𝐿2. 𝑅3
𝐿1
(4) 
 Na equação 4 iremos inserir os valores que encontramos para as medidas de 
comprimento e o valor de R3. 
𝐿1 = 110𝑚𝑚 𝐿2 = 133𝑚𝑚 𝑅3 = 270Ω ± 5% 
 
𝑅4 =
133𝑚𝑚. 270Ω
110𝑚𝑚
 
𝑅4 = 326,45Ω 
Até esse ponto, podemos entender que em teoria o resistor 4 tem realmente esse 
valor, mas para confirmar mesmoa veracidade dessa informação basta que olhemos para 
o código de cores do resistor 4, então com auxílio da figura xx visualizamos que 𝑅4 =
330Ω ± 5%, sendo que esse valor está dentro da faixa de precisão de 5% como indicado. 
 Além disso é possível confirmar a veracidade do procedimento, e da equação 1, se 
considerarmos o R3 como o desconhecido. 
𝑅3 =
𝑅1. 𝑅4
𝑅2
=
𝐿1. 𝑅3
𝐿2
=
110𝑚𝑚. 330Ω
133𝑚𝑚
 
𝑅3 = 272,93Ω 
 Sendo que esse valor está dentro da faixa de precisão do dispositivo. 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 Dessa maneira, por meio do calculo realizado utilizando a formula que faz jus à 
ponte de Wheatstone foi possível compreender a aplicabilidade do processo, com valores 
de retorno de boa precisão, onde no equacionamento foi possível notar que esteve sempre 
dentro da faixa de tolerância dos resistores. 
 
 
 
 
REFERENCIAS 
NILSSON, James W.; RIEDEL, Susan A. Electric circuits. 10 ed. UNITED States of 
America: Pearson, 2015 
 
EKELOF, Stig. History of technology: the genesis of the Wheatstone bridge. Disponível 
em:. Acesso em: 28 de novembro de 2023.