Puente de hilo

Wheatstone Charles

El puente de hilo es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas como de sus equivalentes en circuitos de corriente alterna en los que existen otros elementos como bobinas o condensadores (impedancias).

El puente de hilo y cursor (Slide-wire bridge) es un Puente de Wheatstone simplificado en el que la relación de resistencias se determina por la posición de un cursor sobre un hilo de resistencia. Dos de las resistencias han sido sustituídas por un hilo conductor tenso de sección constante.

Al apoyar el cursor conectado al amperímetro, el alambre queda dividido en dos resistencias de valor R₁ = D l₁ / s y R2 = D (l₂) / s, donde D es la resistividad del alambre, s su sección transversal y L la longitud total del alambre; l₂ = L - l₁. Se dice que el puente está equilibrado cuando la diferencia de potencial entre los puntos B y D es nula. En este momento no circulará corriente por el galvanómetro intercalado entre éstos.

La medición está basada en la aplicación de la conexión puente representada en la Figura1. Las resistencias R_x y R₃ se encuentran en uno de los brazos, R₁ y R₂ en el otro; estas últimas estan constituidas por unas determinadas longitudes de cable especial, constantan, por ejemplo. Se desplaza un cursor sobre estos cables hasta que el galvanómetro señale 0, lo cual indica que no hay ninguna intensidad en el puente B-D.

Se tienen entonces las siguientes razones:

${\frac {R_{x}}{R_{1}}}={\frac {R_{3}}{R_{2}}}$ de donde $R_{x}={\frac {R_{1}\times R_{3}}{R_{2}}}$

R₁ y R₂ son proporcionales a las longitudes de cable l₁ y l₂, por lo que:

${\frac {R_{1}}{R_{2}}}={\frac {l_{1}}{l_{2}}}$ de donde $R_{x}={\frac {R_{3}\times l_{1}}{l_{2}}}$

Como R₃ es conocida, la resistencia R_x se obtiene midiendo las dos longitudes. En la práctica, el cable del puente de medida está enrollado en espiral y la razón l₁ : l₂ se lee directamente según la posición del cursor (fig.2). Se murtiplica entonces este valor por el valor conocido de R_x, que puede ajustarse a 0,1Ω , 1Ω , ó 100Ω , eligiéndose de entre éstos el más próximo a R_x.

La sensibilidad del puente de Wheatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fácil que permita determinar valores de resistencias con una incertidumbre dentro de las décimas de ohmio.

A la salida del puente (en la Figura 1, donde está el galvanómetro) suele colocarse un amplificador.