व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट सिद्धांत और सिद्धान्त

व्हीटस्टोन ब्रिज

किसी भी विद्युत प्रतिरोध को सटीक रूप से मापने के लिए व्हीटस्टोन ब्रिज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसमें दो ज्ञात प्रतिरोधक, एक चर प्रतिरोधक और एक अज्ञात प्रतिरोधक नीचे दिखाए गए ब्रिज रूप में जुड़े होते हैं। चर प्रतिरोधक को समायोजित करके गल्वानोमीटर में धारा को शून्य किया जाता है। जब गल्वानोमीटर में धारा शून्य हो जाती है, तो दो ज्ञात प्रतिरोधकों का अनुपात चर प्रतिरोधक के समायोजित मान और अज्ञात प्रतिरोधक के मान के अनुपात के बराबर होता है। इस तरह से व्हीटस्टोन ब्रिज का उपयोग करके अज्ञात विद्युत प्रतिरोध का मान आसानी से मापा जा सकता है

व्हीटस्टोन ब्रिज सिद्धांत

नीचे दिए गए चित्र में व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट की सामान्य व्यवस्था दिखाई गई है। यह एक चार बाहुओं वाला ब्रिज सर्किट है जिसमें AB, BC, CD और AD बाहु क्रमशः विद्युत प्रतिरोध P, Q, S और R से बनी हैं।

इन प्रतिरोधों में से P और Q ज्ञात निश्चित विद्युत प्रतिरोध हैं और ये दो बाहु अनुपात बाहु के रूप में जानी जाती हैं। एक सटीक और संवेदनशील गल्वानोमीटर स्विच S2 के माध्यम से B और D टर्मिनलों के बीच जुड़ा होता है।
इस व्हीटस्टोन ब्रिज के लिए वोल्टेज स्रोत A और C टर्मिनलों को स्विच S1 के माध्यम से जोड़ा जाता है जैसा कि दिखाया गया है। एक चर प्रतिरोधक S बिंदु C और D के बीच जुड़ा होता है। चर प्रतिरोधक के मान को समायोजित करके बिंदु D पर वोल्टेज को बदला जा सकता है। मान लीजिए I1 और I2 धाराएँ क्रमशः ABC और ADC पथों में प्रवाहित हो रही हैं।

यदि हम CD बाहु के विद्युत प्रतिरोधक मान को बदलते हैं, तो I2 धारा का मान भी बदल जाएगा क्योंकि A और C के बीच वोल्टेज निश्चित है। यदि हम चर प्रतिरोधक को समायोजित करते रहते हैं, तो एक स्थिति आ सकती है जब S प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप (I2.S) Q प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप (I1.Q) के बराबर हो जाता है। इस प्रकार, बिंदु B का विभव बिंदु D के विभव के बराबर हो जाता है, इसलिए इन दो बिंदुओं के बीच का विभवांतर शून्य हो जाता है, इसलिए गल्वानोमीटर में धारा शून्य हो जाती है। फिर स्विच S2 बंद होने पर गल्वानोमीटर में कोई झुकाव नहीं होता।

अब, व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट से

और

अब बिंदु C के संबंध में बिंदु B का विभव विद्युत प्रतिरोध Q पर वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है और यह है

फिर बिंदु C के संबंध में बिंदु D का विभव विद्युत प्रतिरोध S पर वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है और यह है


समीकरण (i) और (ii) को समान करने पर, हम प्राप्त करते हैं

उपरोक्त समीकरण में, S और P⁄Q का मान ज्ञात है, इसलिए R का मान आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।
व्हीटस्टोन ब्रिज के विद्युत प्रतिरोध P और Q 1:1; 10:1 या 100:1 जैसे निश्चित अनुपात में बनाए जाते हैं, जिन्हें अनुपात बाहु कहा जाता है और S रिस्टैट बाहु 1 से 1,000 Ω या 1 से 10,000 Ω तक निरंतर चर किया जा सकता है।
उपरोक्त स्पष्टीकरण सबसे मूलभूत व्हीटस्टोन ब्रिज सिद्धांत है।

व्हीटस्टोन ब्रिज सिद्धांत का वीडियो प्रस्तुति

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