Wheatstone Brugskring Teorie en Prinsipe

Wheatstone-brug

Vir akkurate meet van enige elektriese weerstand word die Wheatstone-brug wyd gebruik. Daar is twee bekende weerstande, een veranderlike weerstand en een onbekende weerstand wat in brugvorm soos hieronder aangebring is, verbonden is. Deur die veranderlike weerstand te verstel, word die stroom deur die galvanometer na nul gemaak. Wanneer die stroom deur die galvanometer nul word, is die verhouding van die twee bekende weerstande presies gelyk aan die verhouding van die aangepaste waarde van die veranderlike weerstand en die waarde van die onbekende weerstand. Op hierdie manier kan die waarde van die onbekende elektriese weerstand maklik met behulp van 'n Wheatstone-brug gemeet word.

Wheatstone-brug-teorie

Die algemene skikking van die Wheatstone-brug-sirkel word in die onderstaande figuur gewys. Dit is 'n vierarmbrugsirkel waarin arm AB, BC, CD en AD bestaan uit elektriese weerstande P, Q, S en R onderskeidelik.

Van hierdie weerstande is P en Q bekende vaste elektriese weerstande en hierdie twee arme word as verhoudingsarme verwys. 'n Akkurate en sensitiewe galvanometer is tussen die terminals B en D via 'n skakelaar S2 verbonden.
Die spanningsbron van hierdie Wheatstone-brug is aan die terminals A en C via 'n skakelaar S1 soos getoon, verbonden. 'n veranderlike weerstand S is tussen punt C en D verbonden. Die potensiaal by punt D kan deur die waarde van die veranderlike weerstand te verstel, verander word. Gestel stroom I1 en stroom I2 vloei onderskeidelik deur die paaie ABC en ADC.

As ons die elektriese weerstand waarde van arm CD verander, sal die waarde van stroom I2 ook verander omdat die spanning oor A en C vasgestel is. As ons voortgaan om die veranderlike weerstand te verstel, kan daar 'n situasie kom wanneer die spanningval oor die weerstand S, dit is I2. S, presies gelyk is aan die spanningval oor weerstand Q, dit is I1.Q. Dus word die potensiaal by punt B gelyk aan die potensiaal by punt D, dus is die potensiaalverskil tussen hierdie twee punte nul, en dus is die stroom deur die galvanometer nul. Dan is die afbuiging in die galvanometer nul wanneer die skakelaar S2 toe is.

Nou, van die Wheatstone-brug-sirkel

en

Nou is die potensiaal van punt B ten opsigte van punt C niets anders as die spanningval oor die weerstand Q en dit is

Weer is die potensiaal van punt D ten opsigte van punt C niets anders as die spanningval oor die weerstand S en dit is


Deur vergelykings (i) en (ii) te gelykstel, kry ons,

Hier in die bo-vereenvoudigde vergelyking, is die waardes van S en P/Q bekend, sodat die waarde van R maklik bepaal kan word.
Die elektriese weerstande P en Q van die Wheatstone-brug word gemaak van 'n bepaalde verhouding soos 1:1; 10:1 of 100:1, bekend as verhoudingsarme, en S, die rheostat-arm, word kontinu veranderbaar gemaak van 1 tot 1,000 Ω of van 1 tot 10,000 Ω.
Die bostaande verduideliking is die mees basiese Wheatstone-brug-teorie.

Video-presentasie van Wheatstone-brug-teorie

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goede artikels is waardoor gedeel, indien daar inbreuk is word gepleit om dit te verwyder.