Теория и принцип на колцата Уheatstone

Мост на Уитстоун

За точни измервания на електрическото съпротивление мостът на Уитстоун се използва широко. Има две известни съпротивления, едно променливо съпротивление и едно неизвестно съпротивление, свързани в форма на мост, както е показано по-долу. При регулиране на променливото съпротивление токът през галванометъра се нулира. Когато токът през галванометъра стане нула, отношението на двете известни съпротивления е точно равно на отношението на регулираната стойност на променливото съпротивление и стойността на неизвестното съпротивление. По този начин стойността на неизвестното електрическо съпротивление може лесно да бъде измерена чрез използване на мост на Уитстоун.

Теория на моста на Уитстоун

Общата схема на схемата на моста на Уитстоун е показана на фигурата по-долу. Това е четирираменна схема, където раменете AB, BC, CD и AD съответно състоят от електрически съпротивления P, Q, S и R.

От тези съпротивления P и Q са известни фиксирани електрически съпротивления и тези два ръка се наричат отношение ръце. Точен и чувствителен галванометър е свързан между терминалите B и D чрез ключ S2.
Източникът на направление за този мост на Уитстоун е свързан с терминалите A и C чрез ключ S1, както е показано. Променливо съпротивление S е свързано между точките C и D. Потенциалът в точка D може да бъде изменен чрез регулиране на стойността на променливото съпротивление. Нека ток I1 и ток I2 протичат съответно през пътеките ABC и ADC.

Ако променим стойността на електрическото съпротивление на ръката CD, стойността на тока I2 също ще се промени, тъй като напряжение между A и C е фиксирано. Ако продължим да регулираме променливото съпротивление, може да се случи ситуация, в която нападащото напрежение върху съпротивление S, което е I2. S, стане точно равно на нападащото напрежение върху съпротивление Q, което е I1.Q. Така потенциалът в точка B става равен на потенциала в точка D, следователно потенциалната разлика между тези две точки е нула, затова токът през галванометъра е нулев. Тогава отклонението в галванометъра е нула, когато ключ S2 е затворен.

Сега, от схемата на моста на Уитстоун

и

Потенциалът на точка B спрямо точка C е нищо друго, освен нападащото напрежение върху съпротивление Q, което е

Пак потенциалът на точка D спрямо точка C е нищо друго, освен нападащото напрежение върху съпротивление S, което е


Равнявайки уравненията (i) и (ii), получаваме,

В горното уравнение, стойностите на S и P⁄Q са известни, така че стойността на R може лесно да бъде определена.
Електрическите съпротивления P и Q на моста на Уитстоун са направени с определено отношение, като 1:1; 10:1 или 100:1, известни като отношение ръце, а S, ръката на реостата, е направена непрекъснато променлива от 1 до 1,000 Ω или от 1 до 10,000 Ω.
По-горното обяснение е най-основната теория на моста на Уитстоун.

Видеопрезентация на теорията на моста на Уитстоун

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата се обратете за изтриване.