Teorija in načelo vezja Wheatstoneov most

Most Wheatstone

Za natančno merjenje električnega upora se pogosto uporablja most Wheatstone. Tukaj so dva znana upora, en variabilni upor in eden neznani upor povezani v obliki mosta, kot je prikazano spodaj. S prilagajanjem variabilnega upora je tok skozi galvanometr postavljen na nič. Ko je tok skozi galvanometr enak nič, je razmerje med dvema znanimi upori točno enako razmerju med prilagojeno vrednostjo variabilnega upora in vrednostjo neznanih uporov. Na ta način se lahko z uporabo mosta Wheatstone zlahka izmeri vrednost neznanih električnih uporov.

Theorija mosta Wheatstone

Splošna sestava mosta Wheatstone je prikazana na spodnjem diagramu. Gre za štiriramični most, kjer ramena AB, BC, CD in AD sestavljajo električne upore P, Q, S in R.

Med temi upori sta P in Q znana fiksna električna upora in ti dve rami sta imenovani kot razmerne rami. Med terminaloma B in D je preko preklopnika S2 povezan natančen in občutljiv galvanometr.
Napajalna napetost tega mosta Wheatstone je povezana na terminalih A in C preko preklopnika S1, kot je prikazano. Variabilni upor S je povezan med točkama C in D. Potencial na točki D se lahko spreminja s prilagajanjem vrednosti variabilnega upora. Predpostavimo, da tok I1 in tok I2 tečejo skozi poti ABC in ADC.

Če spremenimo vrednost električnega upora na ramu CD, se bo tudi vrednost toka I2 spremenila, saj je napetost med A in C fiksna. Če nadaljujemo s prilagajanjem variabilnega upora, pride do stanja, ko padec napetosti na uporu S, ki je I2.S, postane točno enak padcu napetosti na uporu Q, ki je I1.Q. Tako postane potencial na točki B enak potencialu na točki D, zato je razlika potencialov med temi dvema točkama enaka nič, torej je tok skozi galvanometr nič. Nato je odmik na galvanometru enak nič, ko je preklopnik S2 zaprt.

Torej, iz mosta Wheatstone

in

Potencial točke B glede na točko C je nič drugo kot padec napetosti na uporu Q in to je

Nov potencial točke D glede na točko C je nič drugega kot padec napetosti na uporu S in to je


Enačbe (i) in (ii) enačimo, dobimo

V zgornji enačbi so vrednosti S in P/Q znane, zato se lahko vrednost R zlahka določi.
Električni upori P in Q mosta Wheatstone so narejeni v določenem razmerju, kot 1:1, 10:1 ali 100:1, imenovani razmerne rami, in S, ki je variabilen upor, je nareden tako, da se lahko spreminja neprekinjeno od 1 do 1000 Ω ali od 1 do 10000 Ω.
Predstavljena je bila osnovna teorija mosta Wheatstone.

Video predstavitev teorije mosta Wheatstone

Izjava: Spoštujte izvirniki, dobra članek za deljenje, če je kršitev avtorskih pravic prosim kontaktirajte za brisanje.