Wheatstone Köprü Devresi Nedir?

Wheatstone Köprü Devresi Nedir?

Wheatstone Köprüsü Tanımı

Wheatstone köprüsü, elektrik direncini hassas bir şekilde ölçmek için yaygın olarak kullanılır. İki bilinen direnç, bir değişken direnç ve bir bilinmeyen direnç köprü şeklinde bağlanır. Değişken direnci, galvanometre sıfır akım okuduğu noktaya ayarlayarak, bilinen dirençlerin oranı, değişken dirençle bilinmeyen dirençin oranıyla eşleşir. Bu, bilinmeyen elektrik direncinin kolay ölçülebilmesini sağlar.

Wheatstone Köprüsü Teorisi

Wheatstone köprü devresi, AB, BC, CD ve AD isimli dört koldan oluşur ve bu kollar P, Q, S ve R isimli dirençlerle etiketlenir. Bu düzenleme, hassas direnç ölçümü için gerekli olan köprüyü oluşturur.

Dirençler P ve Q, orantılı kollar olarak bilinen bilinen sabit dirençlerdir. Hassas bir galvanometre, anahtar S2 aracılığıyla B ve D noktaları arasında bağlanır.

Wheatstone köprüsünün gerilim kaynağı, anahtar S1 aracılığıyla A ve C noktalarına bağlanır. Değişken bir direnç S, C ve D noktaları arasındadır. S'yi ayarlamak, D noktasındaki potansiyeli değiştirir. Akımlar I1 ve I2 sırasıyla ABC ve ADC yollarında akar.

Eğer CD kolunun elektrik direnç değerini değiştirirsek, I2 akımının değeri de A ve C arasındaki gerilimin sabit olduğu için değişecektir. Eğer değişken dirençteki değeri sürekli olarak ayarlarsak, bir nokta gelir ki, direnç S üzerinden düşen gerilim (I2.S) direnç Q üzerinden düşen gerilim (I1.Q) ile tam olarak eşit olur. Bu durumda, B noktasındaki potansiyel D noktasındaki potansiyelle eşit olur, bu da iki nokta arasındaki potansiyel farkın sıfır olduğunu ve dolayısıyla galvanometrede herhangi bir defleksyon olmadığını gösterir. Bu durumda, anahtar S2 kapalı olduğunda galvanometrede defleksyon olmaz.

Şimdi, Wheatstone köprü devresinden ve C noktasına göre B noktasındaki potansiyel, direnç Q üzerinden düşen gerilimdir ve bu Yine, C noktasına göre D noktasındaki potansiyel, direnç S üzerinden düşen gerilimdir ve bu Denklemleri (i) ve (ii) eşitlersek,

Yukarıdaki denklemde, S ve P/Q değerleri bilindiğinden, R'nin değeri kolayca belirlenebilir.

Wheatstone köprüsündeki P ve Q elektrik dirençleri, 1:1, 10:1 veya 100:1 gibi belirli oranlarda yapılmıştır ve bunlar orantılı kollar olarak adlandırılır. S rözat kolu, 1 ila 1,000 Ω veya 1 ila 10,000 Ω arasında sürekli olarak değişebilir.

Yukarıdaki açıklama, en temel Wheatstone köprü teorisidir.