моствПшеничен камък е един вид електрическа верига който може да се използва за измерване с голяма точност на електрическо съпротивление никой резистор неизвестен. Тези вериги се състоят от четири резистора и галванометър. Казваме, че е мостът Уитстоун баланс когато няма електрически ток, протичащ през галванометър.
О галванометър това е едно от първите устройства, използвани за измерване на електрически ток. Това е измервателно устройство, което има малка игла, използвана за индикация на преминаването на електрически ток през въртяща се намотка поради взаимодействието между електрическия ток и магнитно поле произведени от малък магнит.
Прочетете също:Физика Любопитни неща
Фигурата по-долу показва схемата на галванометър. Гледам:
Галванометърът може да се използва за измерване на малки електрически токове.
Въпреки името си, мостът Уитстоун е изобретен от СамуелЛовецКристи, обаче пострада страхотно модификации и подобрения от ръцете на сърЧарлзПшеничен камък, отговорен за популяризирането на този тип вериги. Чарлз Уитстоун е известен и с известното си изобретение,
реостат - резистор с променливо съпротивление.От четирите резистора, съставляващи моста на Уитстоун, са известни два, един може да бъде сменен (променливо съпротивление) и един е неизвестен. Когато свързвате неизвестно съпротивление към мост на Уитстоун, регулирайте стойността на променливото съпротивление, докато галванометърът отчете, че през него няма електрически ток.
Фигурата по-долу показва как изглежда веригата на моста Wheatstone, забележете:
iж - ток в галванометъра
Rх - неизвестна съпротива
R1, R2, R3 - известни съпротивления
Използвайки горната схема, е възможно да се определи с голяма точност стойността на съпротивлението RХ. Следователно е необходимо мостът Уитстоун да е в равновесие, т.е. диференциацията на електрически потенциал сред клоните CBA и ADB трябва да е нула, така че през галванометъра на клона да не тече ток CD.
Според втория закон на Kirchhoff, който се отнася до запазванедаваенергия, знаем, че сумата на електрическите потенциали в затворен контур трябва да бъде нула. Следователно сумата от мрежовите потенциали, образувани от възлите ADC а също и от окото DBC трябва да е равно на 0.
За да изчислим електрическите потенциали във всеки от тези клонове, ще използваме закона на Ом, така че след това използваме правила и конвенции, установени от законите на Кирххоф и схемата, показана на предишната фигура, ще имаме следното резултат:
Като последица от енергоспестяването можем да определим неизвестното съпротивление по кръстосания продукт на резисторите.
След прилагане на законите на Kirchoff към мрежите, споменати по-горе, заключаваме, че е възможно да се определи модулът на неизвестната якост чрез кръстосаното произведение между силите. Друг начин да се намери същият резултат би бил да се признае, че потенциалният спад между точки А и C и точките A и D са равни, така че да няма електрически ток, протичащ през галванометъра.
Чрез спада на напрежението също е възможно да се намери връзката между кръстосаните продукти
Видео урок: Мост Уитстоун
приложения
В допълнение към общата си употреба - измерване на неизвестни електрически съпротивления, мостът Wheatstone може да се използва и в няколко вида прецизни сензори като везни, термостати, сензори за налягане, сензори за ускорение, детектори за шум и движение и др.
Прочетете също: Любопитни неща за електричеството
решени упражнения
1) Мостът на Wheatstone, като този, показан на фигурата по-долу, е в равновесие, когато е трите резистори, с съпротивление 10 Ω, 20 Ω и 30 Ω, са свързани към четвърти резистор на съпротивление неизвестен.
Алтернативата, която представя електрическото съпротивление на четвъртия резистор, е:
а) 10 Ω
б) 20 Ω
в) 60
г) 40 Ω
д) 30 Ω
Резолюция:
Шаблон: Буква В
Тъй като мостът Уитстоун е в равновесие, можем да кажем, че кръстосаното произведение на неговите съпротивления е еквивалентно. Затова ще направим следното изчисление:
2) Определете стойността на съпротивлението R на моста на Wheatstone, показан по-долу. Да приемем, че веригата е в равновесие.
Резолюция:
Тъй като веригата е в равновесие, можем да използваме кръстосаното произведение на съпротивленията. По този начин трябва да решим следното изчисление:
От мен Рафаел Хелерброк
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm
