Wheatstone Bridge Krets Teori och Princip

Wheatstone Bridge

För att mäta elektriska motstånd med hög precision används ofta Wheatstone bridge. Det finns två kända motstånd, ett varierbart motstånd och ett okänt motstånd anslutet i form av en bro som visas nedan. Genom att justera det varierbara motståndet görs strömmen genom galvanometern till noll. När strömmen genom galvanometern blir noll är förhållandet mellan de två kända motstånden exakt lika med förhållandet mellan den justerade värdet av det varierbara motståndet och värdet av det okända motståndet. På detta sätt kan värdet av det okända elektriska motståndet enkelt mätas med hjälp av en Wheatstone Bridge.

Wheatstone Bridge-teori

Den generella uppbyggnaden av Wheatstone bridge-kretsen visas i figuren nedan. Det är en fyraarmad brokrets där armarna AB, BC, CD och AD består av elektriska motstånd P, Q, S och R, respektive.

Av dessa motstånd är P och Q kända fasta elektriska motstånd och dessa två armar kallas förhållande armar. Ett noggrant och känsligt galvanometer är anslutet mellan terminalerna B och D via en brytare S2.
Spänningskällan för denna Wheatstone bridge är ansluten till terminalerna A och C via en brytare S1 som visas. Ett varierbart motstånd S är anslutet mellan punkterna C och D. Potentialen vid punkt D kan varieras genom att justera värdet av det varierbara motståndet. Antag att strömmar I1 och I2 flyter genom vägarna ABC och ADC, respektive.

Om vi varierar värdet av det elektriska motståndet i armen CD kommer värdet av strömmen I2 också att variera eftersom spänningen över A och C är konstant. Om vi fortsätter att justera det varierbara motståndet kan det hända att situationen uppstår när spänningsfallet över motståndet S, det vill säga I2.S, blir exakt lika med spänningsfallet över motståndet Q, det vill säga I1.Q. Därför blir potentialen vid punkt B lika med potentialen vid punkt D, så potensialskillnaden mellan dessa två punkter är noll, vilket gör att strömmen genom galvanometern är noll. Då blir avvikelsen i galvanometern noll när brytaren S2 är stängd.

Nu, från Wheatstone bridge-kretsen

och

Nu är potentialen vid punkt B i förhållande till punkt C inget annat än spänningsfallet över motståndet Q och detta är

Återigen är potentialen vid punkt D i förhållande till punkt C inget annat än spänningsfallet över motståndet S och detta är


Genom att ekvivalenta ekvationer (i) och (ii) får vi,

Här i ovanstående ekvation är värdena S och P/Q kända, så värdet av R kan enkelt fastställas.
De elektriska motstånden P och Q i Wheatstone bridge är gjorda med en definitiv relation som 1:1, 10:1 eller 100:1, kända som förhållande armar, och S, rheostatarmen, är gjord kontinuerligt varierbar från 1 till 1 000 Ω eller från 1 till 10 000 Ω.
Ovanstående förklaring är den mest grundläggande Wheatstone bridge-teorin.

Video presentation av Wheatstone Bridge-teori

Uttryck: Respektera det ursprungliga, bra artiklar är värda att dela, om det finns intrång kontakta för radering.