siltasisäänWheatstone on eräänlainen virtapiiri jonka avulla voidaan mitata suurella tarkkuudella sähköinen vastus yhdellä vastus tuntematon. Nämä piirit koostuvat neljästä vastuksesta ja galvanometristä. Sanomme, että Wheatstonen silta on saldo kun sähkövirtaa ei virtaa galvanometri.
O galvanometri se on yksi ensimmäisistä laitteista, joita käytetään sähkövirran mittaamiseen. Se on mittauslaite, jossa on pieni neula, jota käytetään osoittamaan sähkövirran kulkua pyörivän kelan läpi sähkövirran ja virran välisen vuorovaikutuksen vuoksi. magneettikenttä tuotettu pienellä magneetilla.
Lue myös:Fysiikan uteliaisuudet
Alla oleva kuva esittää kaavamaisen galvanometrin. Katsella:
Galvanometriä voidaan käyttää pienten sähkövirtojen mittaamiseen.
Nimestään huolimatta Wheatstone Bridge keksi SamuelMetsästäjäChristie, kärsi kuitenkin suuresti muutokset ja parannuksia käsin hyvä herraCharlesWheatstone, vastuussa tämäntyyppisten piirien suosimisesta. Charles Wheatstone tunnetaan myös kuuluisasta keksinnöstään reostaatti - muuttuva vastusvastus.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Neljästä vastuksesta, jotka muodostavat Wheatstonen sillan, tunnetaan kaksi, yhtä voidaan muuttaa (vastus vaihtelee) ja toista ei tunneta. Kun yhdistät tuntemattoman resistanssin Wheatstone-sillalle, säädä muuttuvan vastuksen arvoa, kunnes galvanometri ilmoittaa, ettei sen läpi ole kulkenut sähkövirtaa.
Alla oleva kuva näyttää miltä Wheatstonen sillan piiri näyttää, huomaa:
ig - virta galvaanimittarissa
RX - tuntematon vastustuskyky
R1, R2, R3 - tunnetut vastukset
Yllä olevaa virtapiiriä käyttämällä on mahdollista määrittää suurella tarkkuudella vastuksen R arvoX. Siksi on välttämätöntä, että Wheatstonen silta on tasapainossa, ts sähköinen potentiaali haarojen joukossa CBA ja ADB täytyy olla tyhjä, niin että virtaa ei virtaa haaragalvometrin läpi CD.
Kirchhoffin toisen lain mukaan, joka koskee suojeluantaaenergiaa, tiedämme, että suljetussa piirissä olevien sähköisten potentiaalien summan on oltava nolla. Siksi solmujen muodostamien verkkopotentiaalien summa ADC ja myös verkosta DBC on oltava yhtä suuri kuin 0.
Laskemme sähköpotentiaalit kussakin näistä haaroista käytämme Ohmin lakia, joten sitten käyttämällä Kirchhoffin lakien ja edellisessä kuvassa esitetyn piirin vahvistamien sääntöjen ja käytäntöjen mukaisesti meillä on seuraava tulos:
Energiansäästön seurauksena voimme määrittää tuntemattoman vastuksen vastusten ristituotteella.
Kun Kirchoffin lakeja on sovellettu edellä mainittuihin verkkoihin, päätellään, että tuntemattoman lujuuden moduuli on mahdollista määrittää vahvuuksien välisen ristituotteen avulla. Toinen tapa löytää sama tulos olisi myöntää, että potentiaalinen pudotus pisteiden A välillä ja C sekä pisteet A ja D ovat yhtä suuret, joten galvanometrin läpi ei virtaa sähkövirtaa.
Jännitepudotusten kautta on myös mahdollista löytää suhde ristituotteiden välillä
Videotunti: Wheatstonen silta
sovellukset
Yleisen käytön - tuntemattomien sähköresistanssien mittaamisen - lisäksi Wheatstonen siltaa voidaan käyttää myös useaan tyyppiin tarkkuusanturit, kuten vaaka, termostaatit, paineanturit, kiihtyvyysanturit, melu- ja liiketunnistimet jne.
Lue myös: Uteliaisuudet sähköstä
ratkaisi harjoituksia
1) Wheatstonen silta, kuten alla olevassa kuvassa esitetty, on tasapainossa, kun sen kolme vastukset, vastus 10 Ω, 20 Ω ja 30 Ω, on kytketty neljänteen vastusvastukseen tuntematon.
Vaihtoehto, joka esittää neljännen vastuksen sähkövastuksen, on:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Resoluutio:
Sapluuna: Kirjain C
Koska Wheatstonen silta on tasapainossa, voimme sanoa, että sen vastusten ristitulo on vastaava. Siksi teemme seuraavan laskelman:
2) Määritä resistanssin arvo R alla olevassa Wheatstone-sillassa. Oletetaan, että piiri on tasapainossa.
Resoluutio:
Koska piiri on tasapainossa, voimme käyttää vastusten ristituloa. Siksi meidän on ratkaistava seuraava laskelma:
Minun luona. Rafael Helerbrock
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Wheatstonen silta"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
