Wheatstone Bridge Krets Teori og Prinsipp

Wheatstone Bridge

For å måle elektrisk motstand nøyaktig, brukes Wheatstone bridge ofte. Det er to kjente motstandere, en variabel motstand og en ukjent motstand koblet i broform som vist nedenfor. Ved å justere den variable motstanden, settes strømmen gjennom galvanometret til null. Når strømmen gjennom galvanometret blir null, er forholdet mellom de to kjente motstandene nøyaktig lik forholdet mellom den justerte verdien av den variable motstanden og verdien av den ukjente motstanden. På denne måten kan verdien av den ukjente elektriske motstanden lett måles ved hjelp av en Wheatstone Bridge.

Wheatstone Bridge Teori

Den generelle oppsettet av Wheatstone bridge krets vises på figuren nedenfor. Det er en firearmebrodering der arm AB, BC, CD og AD består av elektriske motstander P, Q, S og R henholdsvis.

Av disse motstandene er P og Q kjente fikse elektriske motstander, og disse to armene refereres til som forholdarms. Et nøyaktig og sensitivt galvanometer er koblet mellom terminalene B og D gjennom en bryter S2.
Strømkilden i denne Wheatstone bridge er koblet til terminalene A og C via en bryter S1 som vist. En variabel motstand S er koblet mellom punktet C og D. Potensialet ved punktet D kan variere ved å justere verdien av den variable motstanden. Anta at strøm I1 og strøm I2 flyter gjennom stiene ABC og ADC henholdsvis.

Hvis vi varierer elektriske motstand-verdien av arm CD, vil også verdien av strøm I2 variere, da spenningsfallet over A og C er fast. Hvis vi fortsetter å justere den variable motstanden, kan det oppstå en situasjon hvor spenningsfallet over motstanden S, altså I2.S, blir nøyaktig likt spenningsfallet over motstanden Q, altså I1.Q. Dermed blir potensialet ved punktet B likt potensialet ved punktet D, så spenningforskjellen mellom disse to punktene er null, og strømmen gjennom galvanometret er null. Da blir avviket i galvanometret null når bryteren S2 er lukket.

Nå, fra Wheatstone bridge krets

og

Nå er potensialet ved punktet B i forhold til punktet C ikke noe annet enn spenningsfallet over motstanden Q, og dette er

Igjen er potensialet ved punktet D i forhold til punktet C ikke noe annet enn spenningsfallet over motstanden S, og dette er


Ved å likestille ligningene (i) og (ii) får vi,

Her i den ovennevnte ligningen, er verdien av S og P/Q kjent, så verdien av R kan lett bestemmes.
Elektriske motstander P og Q i Wheatstone bridge er laget med et bestemt forhold, som 1:1; 10:1 eller 100:1, kjent som forholdarms, og S, rheostatarmen, er laget kontinuerlig variabel fra 1 til 1,000 Ω eller fra 1 til 10,000 Ω.
Denne forklaringen er den mest grunnleggende Wheatstone bridge teori.

Video Presentasjon av Wheatstone Bridge Teori

Erklæring: Respekt for originaliteten, godt innhold fortjener deling, ved overskridelse av rettigheter kontakt oss for sletting.