Apakah Litar Jambatan Wheatstone?

Apakah Litar Jambatan Wheatstone?

Definisi Jambatan Wheatstone

Jambatan Wheatstone digunakan secara meluas untuk mengukur rintangan elektrik dengan tepat. Ia terdiri daripada dua rintangan yang diketahui, satu rintangan boleh ubah, dan satu rintangan tidak diketahui yang disambungkan dalam bentuk jambatan. Dengan menyesuaikan rintangan boleh ubah sehingga galvanometer membaca arus sifar, nisbah rintangan yang diketahui akan sepadan dengan nisbah rintangan boleh ubah dan rintangan tidak diketahui. Ini membolehkan pengukuran rintangan elektrik yang tidak diketahui dengan mudah.

Teori Jambatan Wheatstone

Litar jambatan Wheatstone mempunyai empat lengan: AB, BC, CD, dan AD, masing-masing dengan rintangan berlabel P, Q, S, dan R. Susunan ini membentuk jambatan yang diperlukan untuk pengukuran rintangan yang tepat.

Rintangan P dan Q adalah rintangan tetap yang diketahui dan dipanggil lengan nisbah. Galvanometer sensitif disambungkan antara titik B dan D melalui switch S2.

Sumber voltan jambatan Wheatstone disambungkan ke titik A dan C melalui switch S1. Rintangan boleh ubah S berada di antara titik C dan D. Menyesuaikan S mengubah potensi pada titik D. Arus I1 dan I2 mengalir melalui laluan ABC dan ADC, masing-masing.

Jika kita ubah nilai rintangan elektrik lengan CD, nilai arus I2 juga akan berubah kerana voltan di antara A dan C adalah tetap. Jika kita terus menyesuaikan rintangan boleh ubah, satu situasi mungkin berlaku apabila penurunan voltan di seberang rintangan S, iaitu I2.S menjadi sama dengan penurunan voltan di seberang rintangan Q, iaitu I1.Q. Oleh itu, potensi pada titik B menjadi sama dengan potensi pada titik D, maka perbezaan potensi antara kedua-dua titik ini adalah sifar, maka arus melalui galvanometer adalah sifar. Maka, defleksi pada galvanometer adalah sifar apabila switch S2 ditutup.

Kini, dari litar jambatan Wheatstone dan kini potensi titik B berkenaan dengan titik C hanyalah penurunan voltan di seberang rintangan Q dan ini adalah Lagi potensi titik D berkenaan dengan titik C hanyalah penurunan voltan di seberang rintangan S dan ini adalah Menyamakan, persamaan (i) dan (ii) kita dapat,

Di sini dalam persamaan di atas, nilai S dan P/Q adalah diketahui, jadi nilai R boleh ditentukan dengan mudah.

Rintangan elektrik P dan Q jambatan Wheatstone dibuat dengan nisbah tertentu seperti 1:1; 10:1 atau 100:1 yang dikenali sebagai lengan nisbah dan S lengan rheostat dibuat boleh ubah secara berterusan dari 1 hingga 1,000 Ω atau dari 1 hingga 10,000 Ω.

Penjelasan di atas adalah teori jambatan Wheatstone yang paling asas.