Un ponte di Wheatstone è un tipo di circuito elettrico noto come circuito a ponte e viene utilizzato per determinare la resistenza di un elemento del circuito. Questo può essere usato per testare la resistenza di vari componenti come resistori, sezioni di filo e qualsiasi altro conduttore elettrico. Un tipico circuito a ponte del tipo Wheatstone utilizza quattro resistori divisi in due gambe. Bilanciando un ramo del circuito con una resistenza fissa e nota rispetto a quello con il resistore sconosciuto, è possibile calcolare la resistenza del componente in prova.
Come molte invenzioni e tecniche, questo tipo di circuito di test non prende il nome dalla persona che lo ha inventato per primo, ma da chi lo ha sviluppato e perfezionato. È stato sviluppato per la prima volta all’inizio del XIX secolo da un uomo di nome Samuel Christie, ma è stato reso popolare da Sir Charles Wheatstone, con il cui nome è ora noto. I principi con cui funziona un circuito a ponte di Wheatstone e i metodi per i quali viene utilizzato non sono cambiati in modo significativo dalla sua invenzione, sebbene siano stati sviluppati molti perfezionamenti e variazioni.
Nella sua forma più elementare, un ponte di Wheatstone è costituito da un circuito elettrico con due gambe, una sorgente di ingresso elettrico con una tensione costante, quattro resistori, di cui due con una resistenza fissa e nota, uno con una resistenza variabile che può essere monitorata come cambia e la resistenza da testare. È necessario anche un misuratore di tensione. Questa configurazione di base consente di testare qualsiasi materiale conduttivo per determinarne la resistenza con un grado di precisione molto elevato.
Il circuito è progettato per dividere la corrente in ingresso in due gambe, che sono collegate a ponte. Ogni gamba ha due elementi resistivi. Un resistore di ciascuna gamba ha una resistenza fissa e nota. Su una gamba, questo resistore è accoppiato con un resistore variabile e deve esserci un mezzo per monitorare la resistenza mentre cambia. Sull’altro lato, il resistore con la resistenza nota è accoppiato con il componente da testare. Quando viene introdotta la corrente, il resistore variabile viene manipolato fino a quando il misuratore di tensione registra un flusso di corrente zero, il che significa che le resistenze di ciascuna gamba sono esattamente identiche.
Controllando l’impostazione della resistenza del resistore variabile, è quindi possibile calcolare facilmente la resistenza del componente di prova. È possibile costruire un ponte di Wheatstone utilizzando tre resistori con resistenze fisse purché se ne conoscano tutti i valori. I calcoli necessari per trovare la resistenza del componente di prova sono più complessi quando si utilizza un ponte di Wheatstone di questo tipo, ma i principi di base coinvolti sono gli stessi.