Wheatstone Bridge 회로란 무엇인가?

와트스톤 브리지 회로란?

와트스톤 브리지 정의

와트스톤 브리지는 전기 저항을 정확하게 측정하는 데 널리 사용됩니다. 두 개의 알려진 저항, 하나의 가변 저항, 그리고 하나의 알려지지 않은 저항이 다리 형태로 연결되어 있습니다. 가변 저항을 조정하여 갈바노미터가 제로 전류를 읽을 때까지 조정하면, 알려진 저항들의 비율이 가변 저항과 알려지지 않은 저항의 비율과 일치합니다. 이를 통해 알려지지 않은 전기 저항을 쉽게 측정할 수 있습니다.

와트스톤 브리지 이론

와트스톤 브리지 회로는 AB, BC, CD, AD의 네 개의 다리를 가지며, 각각 P, Q, S, R으로 표시된 저항이 있습니다. 이러한 배열은 정확한 저항 측정에 필요한 다리를 형성합니다.

저항 P와 Q는 알려진 고정 저항이며, 비율 팔이라고 합니다. 감도가 높은 갈바노미터가 스위치 S2를 통해 B점과 D점을 연결됩니다.

와트스톤 브리지의 전압 소스는 스위치 S1을 통해 A점과 C점을 연결됩니다. 가변 저항 S는 C점과 D점 사이에 있습니다. S를 조정하면 D점의 전위가 변합니다. I1과 I2 전류는 각각 ABC 경로와 ADC 경로를 통해 흐릅니다.

CD팔의 전기 저항 값을 변경하면 I2의 값도 변경됩니다. A와 C 사이의 전압은 고정되어 있으므로, 가변 저항을 계속 조정하면 어느 시점에서 저항 S를 통과하는 전압 강하(I2 * S)가 저항 Q를 통과하는 전압 강하(I1 * Q)와 정확히 일치하는 경우가 생깁니다. 이렇게 되면 B점의 전위와 D점의 전위가 같아져 두 점 사이의 전위차가 0이 되고, 따라서 갈바노미터를 통과하는 전류가 0이 됩니다. 그 결과, 스위치 S2를 닫았을 때 갈바노미터의 편향이 없습니다.

이제, 와트스톤 브리지 회로에서 그리고 C점에 대한 B점의 전위는 저항 Q를 통과하는 전압 강하와 동일하며, 이는 다음과 같습니다:다시, C점에 대한 D점의 전위는 저항 S를 통과하는 전압 강하와 동일하며, 이는 다음과 같습니다:방정식 (i)과 (ii)를 등식으로 만들면,

위 방정식에서 S와 P/Q의 값은 알려져 있으므로, R의 값은 쉽게 결정할 수 있습니다.

와트스톤 브리지의 전기 저항 P와 Q는 1:1, 10:1 또는 100:1 등의 특정 비율로 만들어져 있으며, 이를 비율 팔이라고 합니다. S는 1부터 1,000 Ω 또는 1부터 10,000 Ω까지 연속적으로 가변되는 가변 저항입니다.

위 설명은 가장 기본적인 와트스톤 브리지 이론입니다.