Vītstona mājas loku teorija un princips

Vēitsona mosts

Lai precīzi mērītu jebkuru elektrisko pretestību, plaši izmanto Vēitsona mostu. Šajā ierīcē ir divas zināmas pretestības, viena maināma pretestība un viena nezināma pretestība, kas savienotas mosta formā, kā attālināts zemāk. Mainot maināmo pretestību, strāva caur galvanometru tiek padarīta nulle. Kad strāva caur galvanometru kļūst nulle, divu zināmo pretestību attiecība ir tieši vienāda ar pielāgotās vērtības maināmajā pretestībā un nezināmajā pretestībā. Tādā veidā, izmantojot Vēitsona mostu, viegli var mērīt nezināmas elektriskās pretestības vērtību.

Vēitsona mosta teorija

Vispārīgais Vēitsona mosta shēmas izkārtojums ir parādīts attālinātajā zīmējumā. Tas ir četrādu mosta shēma, kur šķirnes AB, BC, CD un AD sastāv no elektriskām pretestībām P, Q, S un R atbilstoši.

No šīm pretestībām P un Q ir zināmas fiksētas elektriskās pretestības, un šīs divas šķirnes tiek sauktas par attiecības šķirnēm. Precīzs un jūtīgs galvanometrs ir savienots starp punktiem B un D caur spērkoku S2.
Šķirņu Vēitsona mosta uzdevuma avots ir savienots ar punktiem A un C caur spērkoku S1, kā attālināts. Maināma pretestība S ir savienota starp punktiem C un D. Punkta D potenciāls var tikt maiņots, mainot maināmās pretestības vērtību. Pieņemsim, ka strāvas I1 un I2 plūst ceļos ABC un ADC atbilstoši.

Ja maināmās elektriskās pretestības vērtība šķirnē CD tiek mainīta, tad strāvas I2 vērtība tiks arī mainīta, jo A un C punktu starpā esošais spriegums ir fiksēts. Ja turpinām mainīt maināmo pretestību, varētu nākt situācija, kad šķirnē S esošā pretestība, kas ir I2. S, kļūst tieši vienāda ar šķirnē Q esošo sprieguma kritumu, kas ir I1.Q. Tādējādi punkta B potenciāls attiecībā pret punktu C kļūst vienāds ar punkta D potenciālu, tāpēc šo abu punktu starpā esošais potenciāla starpība ir nulle, un strāva caur galvanometru ir nulle. Tad, kad spērkoks S2 ir slēgts, galvanometra deflecija ir nulle.

Tagad, no Vēitsona mosta shēmas

un

Tagad punkta B potenciāls attiecībā pret punktu C nav nekas cits kā šķirnē Q esošais sprieguma kritums, un tas ir

Atkal punkta D potenciāls attiecībā pret punktu C nav nekas cits kā šķirnē S esošais sprieguma kritums, un tas ir


Vienādojot vienādojumus (i) un (ii), iegūstam,

Šajā augstāk minētajā vienādojumā S un P/Q vērtības ir zināmas, tāpēc R vērtību viegli var noteikt.
Elektriskās pretestības P un Q Vēitsona mosta ir veidotās ar noteiktu attiecību, piemēram, 1:1, 10:1 vai 100:1, un tiek sauktas par attiecības šķirnēm, bet S, kā reostats, ir veidots kā nepārtrauki maināms no 1 līdz 1,000 Ω vai no 1 līdz 10,000 Ω.
Šis paskaidrojums ir vispārīgākais Vēitsona mosta teorijas apraksts.

Vēitsona mosta teorijas videoprezentācija

Paziņojums: Cienīsim originālo, labas raksta vērtas koplietošanai, ja ir autortiesību pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, lai tos dzēstu.