Wheatstonebrug circuit theorie en principe

Wheatstone Bridge

Voor het nauwkeurig meten van elke elektrische weerstand wordt de Wheatstone bridge veel gebruikt. Er zijn twee bekende weerstanden, één veranderlijke weerstand en één onbekende weerstand verbonden in brugvorm zoals hieronder getoond. Door de veranderlijke weerstand aan te passen, wordt de stroom door de galvanometer nul gemaakt. Wanneer de stroom door de galvanometer nul is, is het verhouding van de twee bekende weerstanden precies gelijk aan het verhouding van de aangepaste waarde van de variabele weerstand en de waarde van de onbekende weerstand. Op deze manier kan de waarde van de onbekende elektrische weerstand gemakkelijk worden gemeten met behulp van een Wheatstone Bridge.

Wheatstone Bridge Theorie

De algemene opstelling van de Wheatstone bridge schakeling is weergegeven in de figuur hieronder. Het is een vierarmige brugschakeling waarbij de armen AB, BC, CD en AD bestaan uit elektrische weerstanden P, Q, S en R respectievelijk.

Van deze weerstanden zijn P en Q bekende vaste elektrische weerstanden en deze twee armen worden ratio armen genoemd. Een nauwkeurige en gevoelige galvanometer is verbonden tussen de terminals B en D via een schakelaar S2.
De spanningsbron van deze Wheatstone bridge is verbonden met de terminals A en C via een schakelaar S1 zoals getoond. Een veranderlijke weerstand S is verbonden tussen punt C en D. Het potentiaal op punt D kan worden aangepast door de waarde van de veranderlijke weerstand te wijzigen. Stel dat stroom I1 en stroom I2 stromen door de paden ABC en ADC respectievelijk.

Als we de elektrische weerstand waarde van arm CD variëren, zal ook de waarde van stroom I2 variëren, omdat de spanning over A en C vast is. Als we doorgaan met het aanpassen van de veranderlijke weerstand, kan er een situatie ontstaan waarin de spanning over de weerstand S, dat is I2. S, precies gelijk is aan de spanningsval over weerstand Q, dat is I1.Q. Zo wordt het potentiaal op punt B gelijk aan het potentiaal op punt D, waardoor de potentiaaldifferentie tussen deze twee punten nul is, en dus de stroom door de galvanometer nihil. Dan is de afwijking in de galvanometer nihil wanneer de schakelaar S2 gesloten is.

Nu, van de Wheatstone bridge schakeling

en

Het potentiaal van punt B ten opzichte van punt C is niets anders dan de spanningsval over de weerstand Q en dit is

Opnieuw is het potentiaal van punt D ten opzichte van punt C niets anders dan de spanningsval over de weerstand S en dit is


Door vergelijking (i) en (ii) gelijk te stellen, krijgen we,

In de bovenstaande vergelijking zijn de waarden van S en P/Q bekend, zodat de waarde van R gemakkelijk kan worden bepaald.
De elektrische weerstanden P en Q van de Wheatstone bridge hebben een bepaalde verhouding zoals 1:1; 10:1 of 100:1, bekend als ratio armen, en S, de rheostat arm, is continu variabel van 1 tot 1.000 Ω of van 1 tot 10.000 Ω.
Deze uitleg is de meest basisvorm van de Wheatstone bridge theorie.

Video Presentatie van de Wheatstone Bridge Theorie

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is neem contact op om te verwijderen.