mostvWheatstone je druh elektrický obvod kterými lze s velkou přesností měřit elektrický odpor na jednom odpor neznámý. Tyto obvody se skládají ze čtyř odporů a galvanometru. Říkáme, že Wheatstoneův most je na Zůstatek když elektrickým proudem neprotéká žádný elektrický proud galvanometr.
Ó galvanometr je to jedno z prvních zařízení používaných k měření elektrického proudu. Jedná se o měřicí zařízení, které má malou jehlu, která se používá k indikaci průchodu elektrického proudu rotující cívkou v důsledku interakce mezi elektrickým proudem a magnetické pole vyrobený malým magnetem.
Přečtěte si také:Fyzikální kuriozity
Na následujícím obrázku je schéma galvanometru. Hodinky:
Galvanometr lze použít k měření malých elektrických proudů.
Přes své jméno vynalezl Wheatstoneův most SamuelelovecChristie, trpěl však velmi modifikace a vylepšení rukama Vážený paneCharlesiWheatstone, zodpovědný za popularizaci tohoto typu okruhu. Charles Wheatstone je také známý svým slavným vynálezem reostat - rezistor s proměnným odporem.
Ze čtyř rezistorů, které tvoří Wheatstoneův můstek, jsou známy dva, jeden lze změnit (proměnný odpor) a jeden není znám. Při připojování neznámého odporu k Wheatstoneovu můstku upravujte hodnotu proměnného odporu, dokud galvanometr nehlásí, že jím neprochází žádný elektrický proud.
Obrázek níže ukazuje, jak vypadá obvod Wheatstoneova mostu, poznámka:
iG - proud v galvanometru
RX - neznámý odpor
R1, R.2, R.3 - známé odpory
Pomocí výše uvedeného obvodu je možné s velkou přesností určit hodnotu odporu RX. Proto je nutné, aby Wheatstoneův most byl v rovnováze, tj. Diferenciace elektrický potenciál mezi větvemi CBA a ADB musí být nula, aby odbočným galvanometrem neprotékal žádný proud CD.
Podle druhého zákona Kirchhoffa, který se týká zachovánídáváenergie, víme, že součet elektrických potenciálů v uzavřené smyčce musí být nula. Součet potenciálů sítě tvořený uzly ADC a také ze sítě DBC musí být rovno 0.
Pro výpočet elektrických potenciálů v každé z těchto větví použijeme Ohmův zákon, takže použijeme pravidla a konvence stanovené Kirchhoffovými zákony a obvod zobrazený na předchozím obrázku, budeme mít následující výsledek:
V důsledku úspory energie můžeme určit neznámý odpor křížovým produktem rezistorů.
Po uplatnění Kirchoffových zákonů na výše uvedené sítě jsme dospěli k závěru, že je možné určit modul neznámé pevnosti prostřednictvím křížového součinu mezi pevnostmi. Dalším způsobem, jak najít stejný výsledek, by bylo připustit, že potenciální pokles mezi body A a C a body A a D jsou stejné, takže galvanometrem neprotéká žádný elektrický proud.
Díky poklesům napětí je také možné najít vztah mezi křížovými produkty
Video lekce: Wheatstone Bridge
aplikace
Kromě běžného použití - měření neznámých elektrických odporů, lze Wheatstoneův můstek použít také v několika typech přesné snímače, jako jsou váhy, termostaty, snímače tlaku, snímače zrychlení, detektory hluku a pohybu atd.
Přečtěte si také: Zajímavosti o elektřině
Cvičení vyřešena
1) Wheatstoneův most, jako je ten, který je znázorněn na obrázku níže, je v rovnováze, když je jeho tři rezistory o odporu 10 Ω, 20 Ω a 30 Ω jsou připojeny ke čtvrtému odporovému odporu neznámý.
Alternativa, která představuje elektrický odpor čtvrtého rezistoru, je:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Řešení:
Šablona: Písmeno C.
Protože Wheatstoneův most je v rovnováze, můžeme říci, že křížový součin jeho odporů je ekvivalentní. Proto provedeme následující výpočet:
2) Určete hodnotu odporu R na Wheatstoneově můstku uvedeném níže. Předpokládejme, že je obvod v rovnováze.
Řešení:
Protože je obvod v rovnováze, můžeme použít křížový součin odporů. Musíme tedy vyřešit následující výpočet:
Podle mě. Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm