Teorya at Prinsipyo ng Wheatstone Bridge Circuit

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ano ang Wheatstone Bridge Circuit

Wheatstone Bridge

Para sa wastong pagsukat ng anumang elektrikal na resistansiya, malawakang ginagamit ang Wheatstone bridge. Mayroon dalawang alam na resistors, isang variable resistor, at isang hindi alam na resistor na konektado sa anyo ng tulay gaya ng ipinapakita sa ibaba. Sa pamamagitan ng pag-ayos ng variable resistor, ang current sa pamamagitan ng Galvanometer ay ginagawang zero. Kapag ang current sa pamamagitan ng galvanometer ay naging zero, ang ratio ng dalawang alam na resistors ay eksaktong katumbas ng ratio ng inayos na halaga ng variable resistance at ang halaga ng hindi alam na resistance. Sa paraang ito, ang halaga ng hindi alam na electrical resistance ay maaaring madaling sukatin gamit ang Wheatstone Bridge.

Wheatstone-bridge

Teorya ng Wheatstone Bridge

Ang pangkalahatang pagkakalinya ng Wheatstone bridge circuit ay ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ito ay isang apat na braso na tulay na kuryente kung saan ang mga braso AB, BC, CD, at AD ay binubuo ng elektrikal na resistansiya P, Q, S, at R, ayon sa pagkakasunod.

Sa mga resistansiya na ito, ang P at Q ay alam na tiyak na elektrikal na resistansiya at ang dalawang braso na ito ay tinatawag na ratio arms. Ang isang tumpak at sensitibong Galvanometer ay konektado sa pagitan ng terminal B at D sa pamamagitan ng switch S2.
Ang voltage source ng Wheatstone bridge ay konektado sa mga terminal A at C sa pamamagitan ng switch S1 tulad ng ipinapakita. Ang isang variable resistor S ay konektado sa pagitan ng punto C at D. Ang potensyal sa punto D ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng pag-ayos ng halaga ng variable resistor. Sabihin nating ang current I1 at current I2 ang umiikot sa mga ruta ABC at ADC, ayon sa pagkakasunod.

Kung i-iba natin ang halaga ng electrical resistance ng braso CD, ang halaga ng current I2 ay maaari ring mag-iba dahil ang voltage sa pagitan ng A at C ay tiyak. Kung patuloy tayong mag-ayos ng variable resistance, maaaring may isang sitwasyon na darating kung saan ang voltage drop sa resistor S na I2. S ay eksaktong katumbas ng voltage drop sa resistor Q na I1.Q. Samakatuwid, ang potensyal sa punto B ay naging katumbas ng potensyal sa punto D, kaya ang potential difference sa pagitan ng dalawang puntos na ito ay zero, kaya ang current sa pamamagitan ng galvanometer ay walang laman. Kaya ang paglihis sa galvanometer ay wala kapag ang switch S2 ay sarado.

Ngayon, mula sa Wheatstone bridge circuit

at

Ngayon, ang potensyal ng punto B sa relasyon sa punto C ay wala kundi ang voltage drop sa resistor Q at ito ay

Muli, ang potensyal ng punto D sa relasyon sa punto C ay wala kundi ang voltage drop sa resistor S at ito ay

Pagsama-sama, ang mga ekwasyon (i) at (ii) natin ay makukuha ang,

Dito sa itaas na ekwasyon, ang halaga ng S at P⁄Q ay alam, kaya ang halaga ng R ay maaaring madaling matukoy.
Ang electrical resistances P at Q ng Wheatstone bridge ay gawa ng tiyak na ratio tulad ng 1:1; 10:1 o 100:1 na tinatawag na ratio arms at S ang rheostat arm ay gawa ng patuloy na variable mula 1 hanggang 1,000 Ω o mula 1 hanggang 10,000 Ω.
Ang itaas na paliwanag ay ang pinakabasehan ng teorya ng Wheatstone bridge.