Wheatstone-silta-piiri teoria ja periaate

Wheatstone-silta

Tarkasti mittaamista varten mikä tahansa sähköinen vastus Wheatstone-silta on laajalti käytössä. On kaksi tunnettua vastusta, yksi muuttuva vastus ja yksi tuntematon vastus, jotka on yhdistetty sillan muodossa alla olevan kuvan mukaisesti. Muuttuvan vastuksen säätämällä virta galvanometrin kautta saadaan nollaksi. Kun virta galvanometrin kautta tulee nollaksi, kahden tunnetun vastuksen suhde on täsmälleen sama kuin säädetyllä muuttuvalla vastuksella ja tuntemattoman vastuksen arvolla. Näin tuntemattoman sähköisen vastuksen arvo voidaan helposti mitata käyttämällä Wheatstone-sillaa.

Wheatstone-silan teoria

Yleinen järjestely Wheatstone-silan piirissä on nähtävissä alla olevassa kuvassa. Se on neljän käsivarren silta, jossa kädet AB, BC, CD ja AD koostuvat sähköisistä vastuksista P, Q, S ja R.

Näistä vastuksista P ja Q ovat tunnetut kiinteät sähköiset vastukset, ja nämä kaksi kättä viitataan osana suhdeosia. Tarkka ja herkkä galvanometri on yhdistetty B- ja D-terminaalien välille kytkimen S2 kautta.
Tämän jännitelähdteen Wheatstone-silan on yhdistetty A- ja C-terminaalien välille kytkimen S1 kautta kuten nähdään. Muuttuva vastus S on yhdistetty pisteiden C ja D välille. Pisteen D potentiaali voidaan säätää muuttavan vastuksen arvon säätämällä. Oletetaan, että virta I1 ja virta I2 kulkevat polkuja ABC ja ADC kautta.

Jos vaihdamme sähköisen vastuksen arvoa CD-kädestä, I2-virta myös vaihtelee, koska A- ja C-välinen jännite on vakio. Jos jatkamme muuttavan vastuksen säätämistä, voi tulla tilanne, jossa jännite pudotus vastuksessa S, eli I2.S, tulee täsmälleen samaan kuin jännite pudotus vastuksessa Q, eli I1.Q. Näin ollen pisteen B potentiaali tulee samaan kuin pisteen D potentiaali, joten näiden kahden pisteen välinen potentiaeroksi tulee nolla, joten galvanometrin kautta kulkeva virta on nolla. Silloin galvanometrissa ei ole poikkeamaa, kun kytkin S2 on suljettu.

Nyt, Wheatstone-silan piiristä

ja

Nyt pisteen B potentiaali pisteen C suhteen on jännite pudotus vastuksessa Q, ja tämä on

Taas pisteen D potentiaali pisteen C suhteen on jännite pudotus vastuksessa S, ja tämä on


Yhtälöiden (i) ja (ii) tasapainottaminen antaa,

Yllä olevassa yhtälössä S:n ja P/Q:n arvot ovat tunnettuja, joten R:n arvo voidaan helposti määrittää.
sähköiset vastukset P ja Q Wheatstone-silan suhteessa, kuten 1:1; 10:1 tai 100:1, tunnetaan suhdeosina, ja S rheostaasi osana on jatkuvasti muuttava 1:stä 1,000 Ω:ään tai 1:stä 10,000 Ω:ään.
Yllä oleva selitys on perustavanlaatuinen Wheatstone-silan teoria.

Videoesitys Wheatstone-silan teoriasta

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on oikeudellisia ongelmia ota yhteyttä poistaaksesi.