tiltasįKviečių akmuo yra savotiškas elektros grandinė kurią galima labai tiksliai išmatuoti elektrinė varža ant vieno rezistorius nežinoma. Šios grandinės susideda iš keturių rezistorių ir galvanometro. Mes sakome, kad Wheatstone tiltas yra pusiausvyra kai per elektros srovę neteka galvanometras.
O galvanometras tai yra vienas iš pirmųjų prietaisų, naudojamų elektros srovei matuoti. Tai matavimo prietaisas, turintis mažą adatą, naudojamas nurodyti elektros srovės eigą per ritę, kuri sukasi dėl elektros srovės ir elektros sąveikos. magnetinis laukas gaminamas mažu magnetu.
Taip pat skaitykite:Fizikos kuriozai
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta galvanometro schema. Žiūrėti:
Galvanometru galima matuoti mažas elektros sroves.
Nepaisant pavadinimo, Wheatstone tiltą išrado SamuelisMedžiotojasChristie, tačiau labai kentėjo modifikacijos ir patobulinimai rankomis poneKarolisWheatstone, atsakingas už tokio tipo grandinių populiarinimą. Charlesas Wheatstone'as taip pat žinomas dėl savo garsaus išradimo reostatas - kintamas varžos rezistorius.
Iš keturių rezistorių, kurie sudaro Wheatstone tiltą, yra žinomi du, vienas gali būti pakeistas (kintamas pasipriešinimas) ir vienas nežinomas. Prijungdami nežinomą pasipriešinimą Wheatstone tiltui, reguliuokite kintamosios varžos vertę tol, kol galvanometras praneša, kad per ją nėra elektros srovės.
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip atrodo Wheatstone tilto grandinė, atkreipkite dėmesį:
ig - srovė galvanometre
RX - nežinomas pasipriešinimas
R1, R2, R3 - žinomos varžos
Naudojant pirmiau pateiktą grandinę, galima labai tiksliai nustatyti varžos R vertęX. Todėl būtina, kad Wheatstone tiltas būtų pusiausvyroje, tai yra diferenciacija elektrinis potencialas tarp šakų CBA ir ADB privalo būti null, kad per atšakinį galvanometrą netekėtų srovė Kompaktinis diskas.
Pagal antrąjį Kirchhoffo įstatymą, kuris susijęs su išsaugojimasduodaenergijos, mes žinome, kad uždarojo ciklo elektros potencialų suma turi būti lygi nuliui. Todėl mazgų suformuotų tinklo potencialų suma ADC o taip pat ir iš tinklo DBC turi būti lygus 0.
Norėdami apskaičiuoti elektrinius potencialus kiekvienoje iš šių šakų, naudosime Ohmo dėsnį, taigi tada naudokite taisykles ir konvencijas, nustatytas Kirchhoffo dėsnių ir grandinės, parodytos ankstesniame paveiksle, turėsime šiuos dalykus rezultatas:
Dėl energijos taupymo nežinomą varžą galime nustatyti pagal rezistorių kryžminį sandaugą.
Pritaikę Kirchoffo dėsnius aukščiau paminėtoms akims, darome išvadą, kad nežinomo stiprumo modulį įmanoma nustatyti naudojant kryžminį sandaugą tarp stiprumų. Kitas būdas rasti tą patį rezultatą būtų pripažinti, kad galimas kritimas tarp taškų A ir C, ir A ir D taškai yra lygūs, todėl galvanometru neteka elektros srovė.
Per įtampos kritimus taip pat galima rasti ryšį tarp kryžminių produktų
Vaizdo pamoka: Wheatstone tiltas
programos
Be įprasto naudojimo - nežinomų elektrinių varžų matavimo, Wheatstone tiltas taip pat gali būti naudojamas kelių tipų tikslieji jutikliai, tokie kaip svarstyklės, termostatai, slėgio jutikliai, pagreičio jutikliai, triukšmo ir judesio detektoriai ir kt.
Taip pat skaitykite: Įdomybės apie elektrą
Pratimai išspręsti
1) Wheatstone tiltas, kaip parodyta toliau pateiktame paveiksle, yra pusiausvyroje, kai jo trys rezistoriai, kurių varža 10 Ω, 20 Ω ir 30 Ω, yra prijungti prie ketvirtojo varžos rezistoriaus nežinoma.
Alternatyva, pateikianti ketvirtojo rezistoriaus elektrinę varžą, yra:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Rezoliucija:
Šablonas: C raidė
Kadangi Wheatstone tiltas yra pusiausvyroje, galime sakyti, kad jo atsparumo kryžminis sandaugas yra lygiavertis. Todėl atliksime tokį skaičiavimą:
2) Nustatykite pasipriešinimo R vertę ant Wheatstone tilto, parodyto žemiau. Tarkime, kad grandinė yra pusiausvyroje.
Rezoliucija:
Kadangi grandinė yra pusiausvyroje, galime naudoti kryžminį varžų sandaugą. Taigi turime išspręsti šį skaičiavimą:
Mano. Rafaelis Helerbrockas
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm
