Что такое мостовая схема Уитстона?

Что такое мостовая схема Уитстона?

Определение мостовой схемы Уитстона

Мостовая схема Уитстона широко используется для точного измерения электрического сопротивления. Она включает два известных резистора, один переменный резистор и один неизвестный резистор, соединенные в виде моста. Регулируя переменный резистор до тех пор, пока гальванометр не покажет нулевой ток, отношение известных резисторов становится равным отношению переменного резистора и неизвестного резистора. Это позволяет легко измерить неизвестное электрическое сопротивление.

Теория мостовой схемы Уитстона

Схема моста Уитстона имеет четыре плеча: AB, BC, CD и AD, каждое с резисторами, обозначенными P, Q, S и R соответственно. Такая конфигурация формирует мост, необходимый для точного измерения сопротивления.

Резисторы P и Q являются известными фиксированными сопротивлениями и называются пропорциональными плечами. Чувствительный гальванометр подключен между точками B и D через выключатель S2.

Источник напряжения моста Уитстона подключен к точкам A и C через выключатель S1. Переменный резистор S находится между точками C и D. Регулировка S изменяет потенциал в точке D. Токи I1 и I2 текут по путям ABC и ADC соответственно.

Если мы меняем значение электрического сопротивления плеча CD, значение тока I2 также будет меняться, так как напряжение между A и C фиксировано. Если продолжать регулировать переменное сопротивление, может наступить момент, когда падение напряжения на резисторе S (I2 * S) станет точно равно падению напряжения на резисторе Q (I1 * Q). Таким образом, потенциал в точке B становится равным потенциалу в точке D, следовательно, разность потенциалов между этими двумя точками равна нулю, и ток через гальванометр отсутствует. Тогда отклонение гальванометра будет нулевым, когда выключатель S2 закрыт.

Теперь, из схемы моста Уитстона и Потенциал точки B относительно точки C представляет собой падение напряжения на резисторе Q, и это А потенциал точки D относительно точки C представляет собой падение напряжения на резисторе S, и это Приравнивая уравнения (i) и (ii), получаем,

В этом уравнении значения S и P/Q известны, поэтому значение R можно легко определить.

Электрические сопротивления P и Q моста Уитстона имеют определенное соотношение, такое как 1:1; 10:1 или 100:1, известные как пропорциональные плечи, а S, резистор-регулятор, является непрерывно переменным от 1 до 1000 Ом или от 1 до 10000 Ом.

Вышеизложенное объяснение является наиболее базовой теорией моста Уитстона.