Calculadora de puente de Wheatstone — Mide resistencia desconocida
Calcula resistencia desconocida con el puente de Wheatstone equilibrado y alta precisión.
Ingresa los valores de resistencia conocidos (R1, R2, R3), la razón de voltaje de salida del puente y el voltaje de alimentación para resolver la resistencia desconocida Rx.
Calculadora de puente de Wheatstone — Mide resistencia desconocida
Calcula resistencia desconocida con el puente de Wheatstone equilibrado y alta precisión.
Ejemplos de puente de Wheatstone
Haz clic en cualquier ejemplo para cargarlo en la calculadora.
| Configuración del circuito | Rx desconocida (Ω) | Notas |
|---|---|---|
| R1=1000Ω, R2=1000Ω, R3=500Ω, Vout=0V, Vs=5V | Rx = 500 Ω | Puente perfectamente equilibrado. R1/R2 = R3/Rx, por lo que Rx = R2·R3/R1 = 500 Ω. |
| R1=1000Ω, R2=1000Ω, R3=750Ω, Vout=0.25V, Vs=10V | Rx ≈ 830 Ω | Puente desequilibrado. El voltaje de salida indica una desviación de la resistencia respecto al equilibrio. |
| R1=120Ω, R2=120Ω, R3=120Ω, Vout=0.05V, Vs=5V | Rx ≈ 124.9 Ω | Configuración típica de galga extensométrica. Un pequeño desplazamiento de voltaje indica un cambio de unos 4.9 Ω respecto al valor nominal de 120 Ω. |
| R1=10000Ω, R2=10000Ω, R3=100Ω, Vout=0.01V, Vs=3.3V | Rx ≈ 131 Ω | Puente de alta relación para medir resistencias pequeñas. Un Vout mínimo cerca del equilibrio desplaza Rx desde la referencia de 100 Ω. |
Acerca de la calculadora de puente de Wheatstone
El puente de Wheatstone es uno de los métodos más elegantes y precisos para medir resistencia eléctrica. Inventado por Samuel Hunter Christie en 1833 y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843, el circuito de puente sigue siendo una piedra angular de la medición eléctrica y la tecnología de sensores más de 180 años después.
El puente de Wheatstone clásico consta de cuatro resistencias dispuestas en forma de rombo, con una fuente de voltaje conectada entre un par de nodos opuestos y un galvanómetro (o voltímetro diferencial) conectado entre el otro par. Cuando el puente está equilibrado —es decir, cuando la razón de resistencias en un brazo es igual a la del otro— no circula corriente por el galvanómetro. Esta condición de nulidad se aprovecha para determinar una resistencia desconocida con precisión extraordinaria.
La condición de equilibrio se expresa como R1/R2 = R3/Rx, que se reordena como Rx = R2·R3/R1. Esta fórmula es exacta y no requiere calibración; la precisión depende únicamente de cuán bien se conozcan R1, R2 y R3. Los puentes de laboratorio de alta precisión pueden medir resistencia con una exactitud mejor que una parte por millón.
Cuando el puente no está equilibrado —como suele ocurrir en aplicaciones de sensores donde debe detectarse un pequeño cambio de resistencia— el voltaje de salida Vout se relaciona con el voltaje de alimentación Vs mediante: Vout = Vs·(Rx/(R2+Rx) − R3/(R1+R3)). Esta calculadora usa esa fórmula al revés: dado el voltaje de salida medido, resuelve Rx.
El puente de Wheatstone es indispensable en aplicaciones con galgas extensométricas. Una galga extensométrica es un elemento resistivo cuya resistencia cambia proporcionalmente a la deformación mecánica. Al unir galgas a un elemento estructural y conectarlas en un puente de Wheatstone, los ingenieros pueden medir fuerzas, presiones, torques y desplazamientos con precisión submicrodeformación. Las celdas de carga, los transductores de presión y los sensores de fuerza en todo, desde balanzas industriales hasta trenes de aterrizaje de aeronaves, suelen usar configuraciones de puente de Wheatstone.
Los sensores de temperatura basados en detectores de temperatura por resistencia (RTD) y termistores también se benefician de los circuitos de puente. Como la resistencia cambia con la temperatura, el voltaje de salida del puente varía de forma predecible con la temperatura, lo que permite una medición precisa. Los RTD de platino (Pt100, Pt1000) se suelen leer mediante circuitos de puente en control de procesos industriales.
Las aplicaciones modernas se extienden a biosensores, sensores químicos y dispositivos MEMS, donde pequeños cambios de resistencia causados por interacciones biológicas o químicas se detectan mediante desequilibrios del puente. La simplicidad fundamental y la inmunidad al ruido del principio de puente —basado en una medición nula o en un voltaje diferencial— lo hacen robusto frente a interferencias en modo común y fluctuaciones de la fuente de alimentación.
Cómo usar la calculadora de puente de Wheatstone
- Ingresa las tres resistencias conocidas R1, R2 y R3 en ohmios (Ω). Usa la misma unidad para las tres.
- Ingresa el voltaje de alimentación (Vs), es decir, el voltaje aplicado al puente.
- Ingresa la razón de voltaje (voltaje de salida del puente Vout) medida entre los dos puntos medios del puente. Para un puente equilibrado, escribe 0.
- Haz clic en Calcular. La calculadora resuelve Rx = R2·R3/R1 ajustado por cualquier desplazamiento de voltaje.
- Usa los botones de ejemplo para cargar configuraciones comunes del puente y verificar tu montaje.
Preguntas frecuentes sobre el puente de Wheatstone
¿Para qué se usa un puente de Wheatstone?
Un puente de Wheatstone se usa para medir con alta precisión una resistencia eléctrica desconocida. Funciona equilibrando el circuito de puente para que no circule corriente por el dispositivo de medición y luego usa las resistencias conocidas para calcular la desconocida. También se usa ampliamente en aplicaciones de sensores (galgas extensométricas, sensores de temperatura, transductores de presión) donde hay que detectar con precisión pequeños cambios de resistencia.
¿Cuál es la fórmula del puente de Wheatstone?
Para un puente equilibrado (Vout = 0): Rx = R2 × R3 / R1. Para un puente desequilibrado con voltaje de salida Vout y voltaje de alimentación Vs: Vout = Vs × (Rx/(R2+Rx) − R3/(R1+R3)). Al resolver esto para Rx se obtiene: Rx = ratio × R2 / (1 − ratio), donde ratio = Vout/Vs + R3/(R1+R3).
¿Qué significa que el puente esté equilibrado?
Que un puente de Wheatstone esté equilibrado significa que el voltaje de salida entre los dos puntos medios es exactamente cero. Esto ocurre cuando R1/R2 = R3/Rx. En esta condición no circula corriente por el galvanómetro (o voltímetro diferencial). La condición de equilibrio permite calcular la resistencia desconocida a partir de las tres resistencias conocidas sin depender del voltaje de alimentación, lo que mejora la precisión.
¿Por qué el puente de Wheatstone es tan preciso?
El puente de Wheatstone es preciso porque es un método de medición nulo: en equilibrio, el resultado depende solo de las razones de resistencias, no de los valores absolutos del voltaje de alimentación ni de la sensibilidad del instrumento. Esto elimina errores por deriva de la fuente y no linealidad del galvanómetro. Los circuitos de puente modernos alcanzan precisión de una parte por millón.
¿Cómo funciona un puente de Wheatstone con galgas extensométricas?
Una galga extensométrica es un elemento resistivo cuya resistencia cambia ligeramente bajo esfuerzo mecánico. Al fijar una o más galgas a un miembro estructural y colocarlas en un puente de Wheatstone, cambios de resistencia muy pequeños (a menudo menos del 0.1%) producen voltajes de salida medibles. Cuatro galgas activas (puente completo) maximizan la sensibilidad y cancelan los efectos de temperatura. Esta configuración se usa en celdas de carga, sensores de torque y transductores de presión.
¿Cuáles son las limitaciones del puente de Wheatstone?
El puente de Wheatstone es más preciso cerca de la condición de equilibrio. Para desviaciones grandes de resistencia, la relación entre Vout y Rx se vuelve no lineal y requiere la fórmula completa o factores de corrección. La resistencia de los cables en tendidos largos puede introducir errores si no se compensa. A frecuencias muy altas, la capacitancia y la inductancia de los brazos del puente afectan el rendimiento, por lo que se necesitan variantes de puente AC, como los puentes de Maxwell o Hay, para mediciones precisas.