sildaastalNisukivi on omamoodi elektriskeem mille abil saab suure täpsusega mõõta elektritakistus ühel takisti teadmata. Need vooluringid koosnevad neljast takistist ja galvanomeetrist. Me ütleme, et Wheatstone'i sild on tasakaal kui läbi elektrivoolu ei voola galvanomeeter.
O galvanomeeter see on üks esimesi seadmeid, mida kasutatakse elektrivoolu mõõtmiseks. See on mõõteseade, millel on väike nõel, mida kasutatakse elektrivoolu läbimise näitamiseks pöörleva mähise kaudu elektrivoolu ja magnetväli toodetud väikese magnetiga.
Loe ka:Füüsika kurioosumid
Allpool olev joonis näitab galvanomeetri skeemi. Vaata:
Galvanomeetrit saab kasutada väikeste elektrivoolude mõõtmiseks.
Vaatamata nimele leiutas Wheatstone'i silla SamuelJahimeesChristie, kannatas aga väga muudatused ja parandusi poolt sirCharlesNisukivi, vastutab seda tüüpi vooluringide populariseerimise eest. Charles Wheatstone on tuntud ka oma kuulsa leiutise reostaat - muutuva takisti takisti.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Neljast Wheatstone'i silla moodustavast takistist on teada kaks, ühte saab muuta (muutuv takistus) ja ühte pole teada. Tundmatu takistuse ühendamisel Wheatstone'i sillaga reguleerige muutuva takistuse väärtust seni, kuni galvanomeeter teatab, et seda läbivat elektrivoolu ei toimu.
Allpool olev joonis näitab, kuidas Wheatstone'i silla vooluring välja näeb, pange tähele:
ig - vool galvanomeetris
RX - tundmatu vastupanu
R1, R2, R3 - teadaolevad takistused
Ülaltoodud vooluahela abil on võimalik suure täpsusega määrata takistuse R väärtusX. Seetõttu on vajalik, et Wheatstone'i sild oleks tasakaalus, see tähendab diferentseerumine elektriline potentsiaal okste vahel CBA ja ADB peab olema null, nii, et haru galvanomeetri kaudu voolu ei voolaks CD.
Vastavalt Kirchhoffi teisele seadusele, mis puudutab kaitseannabenergia, me teame, et suletud ahela elektriliste potentsiaalide summa peab olema null. Seetõttu sõlmede poolt moodustatud võrgupotentsiaalide summa ADC ja ka võrgusilmast DBC peab olema võrdne 0-ga.
Kõigi nende harude elektriliste potentsiaalide arvutamiseks kasutame Ohmi seadust, nii et seejärel kasutage Kirchhoffi seadustega kehtestatud reeglid ja konventsioonid ning eelmisel joonisel näidatud vooluringid, on meil järgmised tulemus:
Energiasäästu tagajärjel saame tundmatu takistuse määrata takistite ristproduktiga.
Pärast Kirchoffi seaduste rakendamist ülalnimetatud võrkudele jõuame järeldusele, et tugevuste vahelise ristprodukti kaudu on võimalik määrata tundmatu tugevuse moodul. Teine võimalus sama tulemuse leidmiseks oleks tunnistada, et punktide A potentsiaalne langus ja C ning punktid A ja D on võrdsed, nii et galvanomeetri kaudu ei voola elektrivoolu.
Pingelanguste kaudu on võimalik leida ka seos risttoodete vahel
Video õppetund: Wheatstone'i sild
rakendused
Lisaks üldkasutatavale - tundmatute elektritakistuste mõõtmisele - saab Wheatstone'i silda kasutada ka mitut tüüpi täppisandurid nagu kaalud, termostaadid, rõhuandurid, kiirendusandurid, müra- ja liikumisandurid jne.
Loe ka: Uudishimud elektriga
lahendatud harjutused
1) Wheatstone'i sild, nagu alloleval joonisel näidatud, on tasakaalus, kui selle kolm takistid, takistusega 10 Ω, 20 Ω ja 30 Ω, on ühendatud neljanda takistustakistiga teadmata.
Neljanda takisti elektritakistuse alternatiiv on:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Resolutsioon:
Mall: Täht C
Kuna Wheatstone'i sild on tasakaalus, võime öelda, et selle takistuste ristprodukt on samaväärne. Seetõttu teeme järgmise arvutuse:
2) Määrake allpool näidatud Wheatstone'i silla takistuse R väärtus. Oletame, et vooluring on tasakaalus.
Resolutsioon:
Kuna vooluahel on tasakaalus, saame kasutada takistuste ristprodukti. Seega peame lahendama järgmise arvutuse:
Minu poolt. Rafael Helerbrock
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
HELERBROCK, Rafael. "Wheatstone'i sild"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.
