Wheatstone Bridge: co to je, vlastnosti a cvičení

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.
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:


i
G - 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

Tipy na zdravé svačiny pro vaši dietu

Ignorování hladu, který se objeví uprostřed dne nebo těsně před spaním, vyžaduje hodně sebekontro...

read more

Jak hudba ovlivňuje paměť (a jak ji používat)?

Kdo nerad poslouchá hudba, Není to ono? Zvyk poslouchat různé písničky nebo hrát na nástroj může ...

read more

Měsíc červen nabízí speciální aktualizace Google pro TYTO uživatele

V rámci aktualizace funkcí systému Android z června 2023 Google oznámila začátkem tohoto týdne pr...

read more