Какво е схема на Уистоун мост?

Какво е мостовата схема на Уитстоун?

Определение на мостовата схема на Уитстоун

Мостовата схема на Уитстоун се използва широко за точни измервания на електрическото съпротивление. Тя включва два известни резистора, един променлив резистор и един неизвестен резистор, свързани в мостова форма. Регулирайки променливия резистор, докато галванометърът показва нулев ток, отношениято между известните резистори съвпадат с отношенията между променливия резистор и неизвестния резистор. Това позволява лесно измерване на неизвестното електрическо съпротивление.

Теория на мостовата схема на Уитстоун

Мостовата схема на Уитстоун има четири ръка: AB, BC, CD и AD, всяка от които съдържа резистори, обозначени с P, Q, S и R, съответно. Тази конфигурация формира моста, необходим за точните измервания на съпротивлението.

Резисторите P и Q са известни фиксирани съпротивления и се наричат отношението на ръцете. Чувствителен галванометър е свързан между точките B и D чрез ключ S2.

Източникът на напрежение на мостовата схема на Уитстоун е свързан с точките A и C чрез ключ S1. Променлив резистор S е между точките C и D. Регулирането на S изменя потенциала в точка D. Стройности I1 и I2 протичат през пътищата ABC и ADC, съответно.

Ако променим стойността на електрическото съпротивление на ръка CD, стойността на стройността I2 също ще се промени, тъй като напрежението между A и C е фиксирано. Ако продължим да регулираме променливото съпротивление, може да настъпи ситуация, при която падането на напрежението в резистора S, тоест I2.S, стане точно равно на падането на напрежението в резистора Q, тоест I1.Q. По този начин потенциалът в точка B става равен на потенциала в точка D, следователно потенциалната разлика между тези две точки е нула, затова токът през галванометъра е нулев. Тогава отклонението на галванометъра е нула, когато ключ S2 е затворен.

Сега, от мостовата схема на Уитстоун, потенциалът на точка B спрямо точка C е нищо друго, освен падането на напрежението в резистора Q, и това е. Пак потенциалът на точка D спрямо точка C е нищо друго, освен падането на напрежението в резистора S, и това е. Приравнявайки уравнения (i) и (ii), получаваме,

В горното уравнение, стойностите на S и P/Q са известни, така че стойността на R може лесно да бъде определена.

Електрическите съпротивления P и Q на мостовата схема на Уитстоун са направени с определено отношение, като 1:1; 10:1 или 100:1, известни като отношението на ръцете, а S, резисторът-регулатор, е направен непрекъснато променлив от 1 до 1,000 Ω или от 1 до 10,000 Ω.

Предходното обяснение е най-основната теория на мостовата схема на Уитстоун.