ホイートストンブリッジ：それが何であるか、特性と演習

ブリッジにウィートストーン 一種です 電気回路 非常に正確に測定するために使用することができます 電気抵抗 1つに 抵抗器 わからない。 これらの回路は、4つの抵抗と検流計で構成されています。 ホイートストンブリッジは 残高 電流が流れていないとき 検流計.

O 検流計 これは、電流を測定するために使用される最初のデバイスの1つです。 これは、電流と電流の相互作用による回転コイルを通る電流の通過を示すために使用される小さな針を備えた測定装置です。 磁場 小さな磁石で作られています。

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下の図は、検流計の概略図を示しています。 見る：

検流計は、小さな電流を測定するために使用できます。

その名前にもかかわらず、ホイートストンブリッジはによって発明されました サミュエル猟師クリスティー、 しかし、大きな苦しみ 変更 そして 改善 の手によって お客様チャールズウィートストーン、 このタイプの回路の普及に責任があります。 チャールズホイートストーンは、彼の有名な発明である レオスタット –可変抵抗抵抗器。

ホイートストンブリッジを構成する4つの抵抗器のうち、2つは既知であり、1つは変更可能（可変抵抗）で、もう1つは不明です。 未知の抵抗をホイートストンブリッジに接続するときは、検流計が電流が流れていないことを報告するまで、可変抵抗の値を調整します。

次の図は、ホイートストンブリッジ回路がどのように見えるかを示しています。注：

私_g –検流計の電流

R_バツ –未知の抵抗

R₁、R₂、R₃ –既知の抵抗

上記の回路を使用すると、抵抗Rの値を非常に正確に決定することができます。_バツ。 したがって、ホイートストンブリッジが平衡状態にある、つまり、 電位 枝の間 CBA そして ADB でなければなりません ヌル、 分岐検流計に電流が流れないようにする CD。

キルヒホッフの第二法則によると、 保全与えるエネルギー、閉ループの電位の合計はゼロでなければならないことがわかっています。 したがって、ノードによって形成されるメッシュポテンシャルの合計 ADC メッシュからも DBC 0に等しくなければなりません。

これらの各分岐の電位を計算するには、オームの法則を使用するため、 キルヒホッフの法則と前の図に示されている回路によって確立された規則と規則により、次のようになります。 結果：

省エネの結果として、抵抗器の外積によって未知の抵抗を決定することができます。

上記のメッシュにキルヒホッフの法則を適用した後、強度間の外積によって未知の強度の弾性率を決定することが可能であると結論付けます。 同じ結果を見つける別の方法は、ポイントA間の潜在的な降下を認めることです。 Ｃと点ＡおよびＤは等しいので、検流計を流れる電流はない。

電圧降下を通じて、外積間の関係を見つけることも可能です。

ビデオレッスン：ホイートストンブリッジ

アプリケーション

未知の電気抵抗を測定するという一般的な用途に加えて、ホイートストンブリッジはいくつかのタイプで使用することもできます はかり、サーモスタット、圧力センサー、加速度センサー、ノイズおよびモーション検出器などの高精度センサー。

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解決された演習

1) 下の図に示すようなホイートストンブリッジは、3つあるときにバランスが取れています。 抵抗10Ω、20Ω、30Ωの抵抗が4番目の抵抗抵抗に接続されています わからない。

4番目の抵抗器の電気抵抗を表す代替案は次のとおりです。

a）10Ω

b）20Ω

c）60

d）40Ω

e）30Ω

解決:

テンプレート： 文字C

ホイートストンブリッジは平衡状態にあるため、その抵抗の外積は同等であると言えます。 したがって、次の計算を行います。

2) 以下に示すホイートストンブリッジの抵抗Rの値を決定します。 回路が平衡状態にあると仮定します。

解決：

回路は平衡状態にあるため、抵抗の外積を使用できます。 したがって、次の計算を解く必要があります。

私によって。ラファエル・ヘラーブロック

ソース： ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm