Introduction au pont de Wheatstone

Le pont de Wheatstone est un circuit électrique utilisé pour mesurer une résistance électrique inconnue. Il a été inventé par Samuel Hunter Christie en 1833, mais c’est Sir Charles Wheatstone qui popularisa cette technique de mesure. Le pont de Wheatstone est utilisé dans de nombreux domaines, tels que la physique, la chimie, l’électronique ou encore la médecine.

Fonctionnement et utilisation du pont de Wheatstone

Le pont de Wheatstone est composé de 4 résistances, dont une résistance inconnue (R_x) que l’on souhaite mesurer. Le circuit est alimenté par une pile de tension. En ajustant les trois autres résistances (R_1, R_2 et R_3), on obtient une tension nulle aux bornes d’un point central du circuit, appelé point équilibre. Ce point correspond à l’égalité des produits des résistances opposées du pont. Ainsi, en connaissant les valeurs de R_1, R_2 et R_3, on peut déduire la valeur de la résistance inconnue R_x.

Le pont de Wheatstone est utilisé pour mesurer des résistances de faible valeur, généralement inférieures à 1 kΩ. Il est possible d’ajouter des éléments supplémentaires pour mesurer d’autres grandeurs électriques, telles que la capacité ou l’inductance. Le pont de Wheatstone est utilisé dans de nombreuses applications, telles que la mesure de déformations, la mesure de température, ou encore la mesure de la pression artérielle.

Exemple de mesure avec le pont de Wheatstone

Prenons l’exemple d’une résistance inconnue R_x = 500 Ω. On choisit R_1 = 100 Ω, R_2 = 200 Ω et R_3 = 300 Ω. En ajustant les résistances, on obtient une tension nulle aux bornes du point équilibre. On peut alors calculer la valeur de la résistance inconnue R_x grâce à la relation :

R_x = R_2 * (R_1 + R_3) / (R_1 + R_2 + R_3) = 500 Ω

On obtient ainsi la valeur de la résistance inconnue, sans avoir besoin de la mesurer directement.

Avantages et limites du pont de Wheatstone

Le pont de Wheatstone présente de nombreux avantages : il est très précis, facile à mettre en œuvre, et permet de mesurer des résistances de faible valeur. Il est également utilisé dans de nombreuses applications. Cependant, le pont de Wheatstone présente également des limites : il ne permet pas de mesurer des résistances de haute valeur, car cela nécessiterait des résistances de très faible valeur, ce qui serait difficile à réaliser. De plus, le pont de Wheatstone est sensible aux variations de température, ce qui peut affecter la précision de la mesure. Enfin, le pont de Wheatstone ne permet pas de mesurer des résistances non linéaires, telles que les thermistances ou les photoconducteurs.