🧐 El PUENTE de WHEATSTONE

El puente de Wheatstone se utiliza para convertir un cambio de resistencia en uno de voltaje. En la siguiente figura 👇 se muestra la configuración básica de este puente. 

Puente de Wheatstone

👉 Cuando el voltaje de salida Vsalida es cero, el potencial en B debe ser igual al potencial en D. La diferencia de potencial en R1, es decir, VAB, debe ser igual a la diferencia en R3, o sea, VAD. Por lo tanto, I1R1 = I1R2. También significa que la diferencia de potencial en R2, es decir, VBC, debe ser igual a la de R4, es decir VDC. Dado que en BD no hay corriente, la de R2 debe ser igual a la que hay en R1 y la corriente en R4 debe ser la misma que en R3. Por consiguiente, I1R2 = I2R4. Dividiendo las dos ecuaciones se obtiene:

💥 Se dice que el puente está balanceado.

👉 Considere qué sucede cuando una de las resistencias cambia su condición de balance. El voltaje de alimentación Vs, se conecta entre los puntos A y C, y por eso la caída de potencial en el resistor R1 es la fracción R1 / (R1 + R2). Por lo tanto,

💢 De igual manera, la diferencia de potencial en R3 es

Entonces, la diferencia de potencial entre B y D, es decir, la diferencia de potencial a la salida de Vsalida es

Esta ecuación expresa la condición de balance cuando Vsalida = 0.

Suponga que el resistor R1 es un sensor que experimenta un cambio en su resistencia. Un cambio en la resistencia de R1 a un valor 

da un cambio en la salida que va de 

donde:

Por lo tanto:

Si 

es mucho menor que R1, la ecuación anterior se aproxima a:

Con esta aproximación, el cambio del voltaje de salida es proporcional al cambio en la resistencia del sensor. Así se obtiene el voltaje de salida cuando no hay resistencia de carga en la salida. Si la hubiera, se tendría que considerar el efecto de la carga.

💣 Como ejemplo de lo anterior, considere un sensor de temperatura por resistencia de platino cuya resistencia a 0° C es de 100 ohmios y que forma un brazo de un puente de Wheatstone. El puente está balanceado a esta temperatura y cada uno de sus otros brazos también vale 100 ohmios. Si el coeficiente de temperatura de la resistencia de platino es 0.0039/K, ¿ cuál será el voltaje de salida del puente por cada grado que cambia la temperatura si se puede suponer que la carga en la salida es

infinita?. El voltaje de alimentación, con resistencia interna despreciable, es 6.0 V.

La variación de la resistencia del platino con la temperatura se representa por

donde Rt, es la resistencia a t(°C), R0 la resistencia a 0° C y el coeficiente de

temperatura de la resistencia. En consecuencia,

cambio en la resistencia 

Como este cambio en la resistencia es pequeño comparado con el valor de 100 ohmios, es posible utilizar la ecuación aproximada. Por lo tanto,

Escrito por Archie Tecnology