Teori dan Prinsip Litar Jambatan Wheatstone

Jambatan Wheatstone

Untuk mengukur dengan tepat mana-mana rintangan elektrik Jambatan Wheatstone digunakan secara meluas. Terdapat dua rintangan yang diketahui resistor, satu resistor pembolehubah dan satu rintangan tidak diketahui yang disambung dalam bentuk jambatan seperti yang ditunjukkan di bawah. Dengan menyesuaikan resistor pembolehubah, arus melalui Galvanometer dibuat sifar. Apabila arus melalui galvanometer menjadi sifar, nisbah dua rintangan yang diketahui adalah sama dengan nisbah nilai yang disesuaikan bagi rintangan pembolehubah dan nilai rintangan yang tidak diketahui. Dengan cara ini, nilai rintangan elektrik yang tidak diketahui boleh diukur dengan mudah menggunakan Jambatan Wheatstone.

Teori Jambatan Wheatstone

Susunan umum sirkuit Jambatan Wheatstone ditunjukkan dalam rajah di bawah. Ia adalah sirkuit jambatan empat lengan di mana lengan AB, BC, CD, dan AD masing-masing terdiri daripada rintangan elektrik P, Q, S, dan R.

Di antara rintangan-rintangan ini, P dan Q adalah rintangan elektrik tetap yang diketahui dan kedua-dua lengan ini dirujuk sebagai lengan nisbah. Sebuah Galvanometer yang tepat dan sensitif disambung antara terminal B dan D melalui sebuah switch S2.
Sumber voltan bagi Jambatan Wheatstone ini disambungkan ke terminal A dan C melalui switch S1 seperti yang ditunjukkan. Sebuah resistor pembolehubah S disambungkan antara titik C dan D. Potensi pada titik D boleh diubah dengan menyesuaikan nilai resistor pembolehubah. Katakan arus I1 dan arus I2 mengalir melalui laluan ABC dan ADC masing-masing.

Jika kita ubah nilai rintangan elektrik lengan CD, nilai arus I2 juga akan berubah kerana voltan di antara A dan C adalah tetap. Jika kita terus menyesuaikan rintangan pembolehubah, satu situasi mungkin datang apabila jatuh voltan di sepanjang resistor S iaitu I2. S menjadi sama dengan jatuh voltan di sepanjang resistor Q iaitu I1.Q. Oleh itu, potensi pada titik B menjadi sama dengan potensi pada titik D, maka beza potensi antara kedua titik tersebut adalah sifar, maka arus melalui galvanometer adalah nihil. Kemudian, pembelokan dalam galvanometer adalah nihil apabila switch S2 ditutup.

Sekarang, dari sirkuit Jambatan Wheatstone

dan

Kini, potensi titik B berkenaan dengan titik C adalah jatuh voltan di sepanjang resistor Q dan ini adalah

Lagi, potensi titik D berkenaan dengan titik C adalah jatuh voltan di sepanjang resistor S dan ini adalah


Dengan menyamakan, persamaan (i) dan (ii) kita dapat,

Di sini dalam persamaan di atas, nilai S dan P⁄Q adalah diketahui, jadi nilai R boleh dengan mudah ditentukan.
Rintangan-rintangan elektrik P dan Q bagi Jambatan Wheatstone dibuat dengan nisbah tertentu seperti 1:1; 10:1 atau 100:1 yang dikenali sebagai lengan nisbah dan S lengan rheostat dibuat berubah-ubah secara berterusan dari 1 hingga 1,000 Ω atau dari 1 hingga 10,000 Ω.
Penjelasan di atas adalah teori Jambatan Wheatstone yang paling asas.

Penggambaran Video Teori Jambatan Wheatstone

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.