Wheatstone-hídkör elmélet és alapelv

Wheatstone-híd

Az elektromos ellenállás pontos méréséhez Wheatstone-híd széles körben használják. Két ismert ellenállás, egy változó ellenállás és egy ismeretlen ellenállás van csatlakoztatva híd formában az alábbiakban látható módon. A változó ellenállás beállításával a Galvanométeren keresztüli áram nulla. Ha a galvanométeren átáramló áram nulla, a két ismert ellenállás aránya pontosan megegyezik a változó ellenállás és az ismeretlen ellenállás értékének arányával. Ily módon az ismeretlen elektromos ellenállás értéke könnyen mérhető Wheatstone-híd használatával.

Wheatstone-híd

Wheatstone-hídelmélet

Az általános elrendezés Wheatstone híd áramkör az alábbi ábrán látható. Ez egy négy karú híd áramkör, ahol az AB, BC, CD és AD karok P, Q, S és R elektromos ellenállásokból állnak.

Ezek közül az ellenállások közül P és Q ismertekaz elektromos ellenállások és ezek a két kar a relatív karok. Egy pontos és érzékeny Galvanométer csatlakozik a B és D kapcsok között egy S kapcsolón keresztül2.
Ennek feszültségforrása Wheatstone-híd az A és C sorkapcsokhoz egy S kapcsolón keresztül van csatlakoztatva1 az ábrán látható módon. A C és D pont között egy S változó ellenállás van csatlakoztatva. A D pontban lévő potenciál változtatható a változó ellenállás értékének beállításával. Tegyük fel, hogy az aktuális I1 és aktuális I2 áthaladnak az ABC és az ADC útvonalakon.

Ha a kar CD elektromos ellenállási értékét megváltoztatjuk, akkor az I áram értéke2 az A és C feszültségen rögzített feszültség is változik. Ha továbbra is beállítjuk a változó ellenállást, akkor az egyik helyzet akkor fordulhat elő, ha az S ellenállás feszültségesése az I2. Az S pontosan egyenlő a Q ellenállás feszültségesésével, amely I1.Q. Így a B pontban lévő potenciál egyenlő a D pontban megadott potenciállal, így a két pont közötti potenciálkülönbség nulla, ezért a galvanométeren keresztüli áram nulla. Ezután az S irányváltó nullája a galvanométerben2 zárva.

Most, innen Wheatstone híd áramkör


és

Most a B pontnak a C ponthoz viszonyított potenciálja nem más, mint a Q ellenállás feszültségesése, és ez az

Ismét a D pontnak a C ponthoz viszonyított potenciálja nem más, mint az S ellenállás feszültségesése, és ez az

charles búza

Egyenlet, (i) és (ii) egyenletek,

A fenti egyenletben az S és P⁄Q értéke ismert, így az R értéke könnyen meghatározható.
A P és Q elektromos ellenállása. \ T Wheatstone-híd határozott arányból állnak, például 1: 1; 10: 1 vagy 100: 1 relatív karok és S a reostat kar folyamatosan változik 1 és 1000 Ω között, vagy 1 és 10 000 Ω között.
A fenti magyarázat a legalapvetőbb Wheatstone-hídelmélet.

Videó bemutatása a Wheatstone hídelméletéről

Hozzászólások
Hozzászólni