Що таке місткість Вітстоуна?

Що таке місткість Вітстоуна?

Визначення місткості Вітстоуна

Місткість Вітстоуна широко використовується для точного вимірювання електричного опору. Вона включає два відомих резистори, один змінний резистор і один невідомий резистор, підключених у формі моста. Змінюючи змінний резистор до тих пір, поки гальванометр не показує нульовий струм, співвідношення відомих резисторів збігається зі співвідношенням змінного резистора і невідомого резистора. Це дозволяє легко виміряти невідомий електричний опір.

Теорія місткості Вітстоуна

Схема місткості Вітстоуна має чотири руки: AB, BC, CD і AD, кожна з яких має резистори, позначені P, Q, S і R відповідно. Ця конфігурація формує міст, необхідний для точного вимірювання опору.

Резистори P і Q є відомими фіксованими опорами і називаються співвідносними руками. Чутливий гальванометр під'єднаний між точками B і D через перемикач S2.

Джерело напруги місткості Вітстоуна під'єднане до точок A і C через перемикач S1. Змінний резистор S знаходиться між точками C і D. Регулювання S змінює потенціал в точці D. Струми I1 і I2 проходять через шляхи ABC і ADC відповідно.

Якщо ми змінюємо значення електричного опору руки CD, значення струму I2 також зміниться, оскільки напруга між A і C фіксована. Якщо ми продовжуємо регулювати змінний опір, може настати ситуація, коли напруга, що падає на резисторі S (I2 * S), стане точно такою ж, як напруга, що падає на резисторі Q (I1 * Q). Таким чином, потенціал в точці B стане дорівнювати потенціалу в точці D, тому різниця потенціалів між цими двома точками буде нульовою, а струм через гальванометр буде нульовим. Тоді коливання гальванометра будуть нульовими, коли перемикач S2 закритий.

Тепер, згідно з схемою місткості Вітстоуна, потенціал точки B відносно точки C є нічим іншим, як напруга, що падає на резисторі Q, і це Знову-таки, потенціал точки D відносно точки C є нічим іншим, як напруга, що падає на резисторі S, і це Прирівнюючи рівняння (i) і (ii), ми отримуємо,

У вищенаведеному рівнянні, значення S і P/Q відомі, тому значення R можна легко визначити.

Електричні опори P і Q місткості Вітстоуна мають певне співвідношення, таке як 1:1; 10:1 або 100:1, відомі як співвідносні руки, а S, резистор, є безперервно змінним від 1 до 1,000 Ом або від 1 до 10,000 Ом.

Надане пояснення є найбазовішою теорією місткості Вітстоуна.