Nini ni Mfumo wa Kutofautiana wa Wheatstone?

Ni jumuiya gani ya Wheatstone Bridge?

Maana ya Wheatstone Bridge

Wheatstone Bridge inatumika sana kuhesabu upimaji wa utokaji wa umeme kwa ufanisi. Inajumuisha viresisti vilivyojulikana mbili, viresisti vichache, na viresisti vilivyosikia moja vilivyotengenezwa katika mfumo wa daraja. Kwa kubadilisha viresisti vichache hata mshale wa galvanometer unasoma current isizero, uwiano wa viresisti vilivyojulikana unafanana na uwiano wa viresisti vichache na viresisti vilivyosikia. Hii hutawezesha ukutambua upimaji wa viresisti vilivyosikia rahisi.

Maelezo ya Wheatstone Bridge

Mfumo wa Wheatstone bridge una mikono minne: AB, BC, CD, na AD, kila moja imeelekezwa viresisti vilivyoandikishwa P, Q, S, na R, kwa hiyo. Mfumo huu unatengeneza daraja unahitajika kwa upimaji wa utokaji wa umeme wa uhakika.

Viresisti P na Q ni viresisti vilivyowezekana na vilivyofikia na wanaitwa mikono ya uwiano. Galvanometer mkali unelezwa kati ya maeneo B na D kupitia switch S2.

Chanzo cha umeme cha Wheatstone bridge linawezekana kwenye maeneo A na C kupitia switch S1. Viresisti chenye ubadilishaji wa kiwango S kinaonekana kati ya maeneo C na D. Kubadilisha S kinabadilisha nguvu katika eneo D. Majira I1 na I2 yanapanda njia za ABC na ADC, mara kwa mara.

Ikiwa tutabadilisha thamani ya viresisti wa mikono CD, thamani ya majira I2 pia itabadilika kwa sababu ya voltage kati ya A na C kunawa wazi. Tukiendelea kubadilisha viresisti vichache ingawa hatimaye tutaingia kwenye hali ambapo voltage drop kwenye viresisti S, ambayo ni I2.S, itakuwa sawa na voltage drop kwenye viresisti Q, ambayo ni I1.Q. Kwa hivyo, potential point B itakuwa sawa na potential point D, hivyo tofauti ya potential kati ya mieneo hayo itakuwa isizero, basi majira kwenye galvanometer itakuwa isizero. Hivyo, kutokuwa na mabadiliko kwenye galvanometer ikiwa switch S2 imefungwa.

Sasa, kutoka kwenye mfumo wa Wheatstone bridge, na kwa kutumia formula, potential point B kwa nyingine ya point C ni kwamba ni voltage drop kwenye viresisti Q na hii ni. Ten tena, potential point D kwa nyingine ya point C ni kwamba ni voltage drop kwenye viresisti S na hii ni. Kutofautiana, equations (i) na (ii) tunapata,

Hapa katika equation iliyopo, thamani ya S na P/Q zinajulikana, basi thamani ya R inaweza kutambuliwa rahisi.

Viresisti P na Q wa Wheatstone bridge wanajumuisha uwiano wowote kama vile 1:1; 10:1 au 100:1 wanaitwa mikono ya uwiano na S arm ya rheostat inajumuisha ubadilishaji wa kiwango kutoka 1 hadi 1,000 Ω au kutoka 1 hadi 10,000 Ω.

Maelezo yaliyopewa ni maelezo msingi ya teoria ya Wheatstone bridge.