hídban benBúzakő egyfajta elektromos áramkör amellyel nagy pontossággal mérhető a elektromos ellenállás az egyiken ellenállás ismeretlen. Ezek az áramkörök négy ellenállásból és galvanométerből állnak. Azt mondjuk, hogy a Wheatstone híd van egyensúly amikor a villamos áram nem áramlik át galvanométer.
O galvanométer ez az egyik első eszköz, amelyet elektromos áram mérésére használnak. Ez egy mérőeszköz, amelynek van egy kis tűje, amelyet arra használnak, hogy jelezze az elektromos áram áthaladását egy forgó tekercsen keresztül, az elektromos áram és a mágneses mező kis mágnessel előállítva.
Olvassa el:Fizikai érdekességek
Az alábbi ábra a galvanométer vázlatát mutatja. Néz:
A galvanométerrel kis elektromos áramok mérhetők.
Neve ellenére a Wheatstone-hidat feltalálta SámuelVadászChristie, azonban nagyon szenvedett módosítások és fejlesztések keze által uramKárolyWheatstone, felelős az ilyen típusú áramkörök népszerűsítéséért. Charles Wheatstone híres találmányáról, a reosztát - változó ellenállású ellenállás.
A Wheatstone-hidat alkotó négy ellenállás közül kettő ismert, egy változtatható (változtatható ellenállás), egy pedig ismeretlen. Amikor ismeretlen ellenállást köt a Wheatstone-hídhoz, állítsa be a változó ellenállás értékét, amíg a galvanométer nem jelenti azt, hogy nincs rajta elektromos áram.
Az alábbi ábra megmutatja, hogy néz ki a Wheatstone híd áramkör, vegye figyelembe:
éng - áram a galvanométerben
Rx - ismeretlen ellenállás
R1, R2, R3 - ismert ellenállások
A fenti áramkör segítségével nagy pontossággal meghatározható az R ellenállás értékeX. Ezért szükséges, hogy a Wheatstone híd egyensúlyban legyen, vagyis megkülönböztesse elektromos potenciál az ágak között CBA és ADB kell, hogy legyen nulla, hogy ne áramoljon áram az elágazó galvanométeren CD.
Kirchhoff második törvénye szerint, amely a Megőrzésadenergia, tudjuk, hogy a zárt hurkú elektromos potenciálok összegének nullának kell lennie. Ezért a csomópontok által képzett hálópotenciálok összege ADC és a hálóból is DBC 0-nak kell lennie.
Ezen ágak mindegyikében az elektromos potenciál kiszámításához Ohm törvényét fogjuk használni, ezért használjuk az a Kirchhoff-törvények és az előző ábrán bemutatott áramkör által megállapított szabályok és egyezmények a következők lesznek eredmény:
Az energiatakarékosság következtében az ellenállások kereszttermékével meghatározhatjuk az ismeretlen ellenállást.
Miután Kirchoff törvényeit alkalmaztuk a fent említett hálóra, arra a következtetésre jutunk, hogy az erősségek közötti kereszttermék révén meg lehet határozni az ismeretlen szilárdság modulusát. Egy másik módszer ugyanezen eredmény megtalálásához az lenne, ha beismernénk, hogy az A pontok közötti potenciális esés csökken és C, valamint az A és D pontok megegyeznek, így a galvanométeren nem áramlik áram.
A feszültségesések révén a kereszttermékek közötti kapcsolat is megtalálható
Videó lecke: Wheatstone híd
alkalmazások
A Wheatstone-híd - az ismeretlen elektromos ellenállások mérése mellett - többféle módon is használható precíziós érzékelők, például mérlegek, termosztátok, nyomásérzékelők, gyorsulásérzékelők, zaj- és mozgásérzékelők stb.
Olvassa el: Érdekességek az áramról
Gyakorlatok megoldva
1) Egy Wheatstone híd, hasonlóan az alábbi ábrán láthatóhoz, egyensúlyban van, ha a három 10 Ω, 20 Ω és 30 Ω ellenállású ellenállások egy negyedik ellenállással vannak összekötve ismeretlen.
A negyedik ellenállás elektromos ellenállását bemutató alternatíva a következő:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Felbontás:
Sablon: C betű
Mivel a Wheatstone-híd egyensúlyban van, azt mondhatjuk, hogy ellenállásának keresztterméke ekvivalens. Tehát a következő számítást fogjuk elvégezni:
2) Határozza meg az R ellenállás értékét az alább látható Wheatstone hídon. Tegyük fel, hogy az áramkör egyensúlyban van.
Felbontás:
Mivel az áramkör egyensúlyban van, használhatjuk az ellenállások kereszttermékét. Így meg kell oldanunk a következő számítást:
Általam. Rafael Helerbrock
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm