Teorija i princip strujnog kruga Wheatstoneovog mosta

Wheatstoneov most

Za točno mjerenje bilo koje električne otpornosti Wheatstoneov most se široko koristi. Postoji dva poznata otpornika, jedan varijabilni otpornik i jedan nepoznati otpornik povezani u obliku mosta kao što je prikazano ispod. Prilagođavanjem varijabilnog otpornika struja kroz galvanometar postavlja se na nulu. Kada struja kroz galvanometar postane nula, omjer dva poznata otpornika je točno jednak omjeru prilagođene vrijednosti varijabilnog otpornika i vrijednosti nepoznatog otpornika. Na taj način se vrijednost nepoznate električne otpornosti može lako izmjeriti upotrebom Wheatstoneovog mosta.

Theorija Wheatstoneovog mosta

Opća shema Wheatstoneovog mosta prikazana je na slici ispod. To je četverokraki most s granama AB, BC, CD i AD kojima odgovaraju električne otpornosti P, Q, S i R redom.

Među ovim otpornicima, P i Q su poznati fiksni električni otpornici i ove dvije grane se nazivaju omjernim granama. Precizan i osjetljiv galvanometar povezan je između terminala B i D preko prekidača S2.
Napajanje ovog Wheatstoneovog mosta povezano je na terminele A i C preko prekidača S1 kako je prikazano. Varijabilni otpornik S povezan je između točaka C i D. Potencijal u točki D može se mijenjati prilagođavanjem vrijednosti varijabilnog otpornika. Pretpostavimo da struje I1 i I2 teku putanjama ABC i ADC redom.

Ako promijenimo vrijednost električne otpornosti grane CD, vrijednost struje I2 također će se promijeniti jer je napon između A i C fiksiran. Ako nastavimo prilagođavati varijabilnu otpornost, može doći do situacije u kojoj pad napona na otporniku S, tj. I2. S, postane točno jednak padu napona na otporniku Q, tj. I1.Q. Tako se potencijal u točki B postavlja jednak potencijalu u točki D, stoga je razlika potencijala između ove dvije točke nula, stoga je struja kroz galvanometar nula. Tada defleksija u galvanometru bude nula kada je prekidač S2 zatvoren.

Sada, iz Wheatstoneovog mosta

i

Sada potencijal točke B u odnosu na točku C jest ništa drugo nego pad napona na otporniku Q, a to je

Ponovo, potencijal točke D u odnosu na točku C jest ništa drugo nego pad napona na otporniku S, a to je


Jednačenjem jednadžbi (i) i (ii) dobivamo,

U gornjoj jednadžbi, vrijednosti S i P⁄Q su poznate, pa se vrijednost R lako može odrediti.
Električne otpornosti P i Q Wheatstoneovog mosta izrađene su u određenom omjeru, poput 1:1; 10:1 ili 100:1, poznate kao omjerne granice, a S, rheostatska grana, izrađena je kontinuirano varirajuća od 1 do 1,000 Ω ili od 1 do 10,000 Ω.
Gornji opis predstavlja najosnovniju teoriju Wheatstoneovog mosta.

Video prezentacija teorije Wheatstoneovog mosta

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede dijeliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.