podînWheatstone este un fel de circuit electric care poate fi folosit pentru a măsura, cu mare precizie, rezistență electrică pe unu rezistor necunoscut. Aceste circuite sunt formate din patru rezistențe și un galvanometru. Spunem că Podul Wheatstone este la echilibru când nu curge curent electric prin galvanometru.
O galvanometru este unul dintre primele dispozitive utilizate pentru măsurarea curentului electric. Este un dispozitiv de măsurare care are un ac mic, folosit pentru a indica trecerea curentului electric printr-o bobină rotativă, datorită interacțiunii dintre curentul electric și camp magnetic produs de un mic magnet.
Citește și:Curiozități fizice
Figura de mai jos prezintă schema unui galvanometru. Ceas:
Galvanometrul poate fi utilizat pentru măsurarea curenților electrici mici.
În ciuda numelui său, Podul Wheatstone a fost inventat de SamuelVânătorChristie, cu toate acestea, a suferit grozav modificări și îmbunătățiri de mâinile lui domnuleCharlesWheatstone, responsabil de popularizarea acestui tip de circuit. Charles Wheatstone este, de asemenea, cunoscut pentru celebra sa invenție,
reostat - un rezistor de rezistență variabilă.Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Dintre cele patru rezistențe care alcătuiesc podul Wheatstone, două sunt cunoscute, una poate fi schimbată (rezistență variabilă) și una este necunoscută. Când conectați o rezistență necunoscută la un pod Wheatstone, reglați valoarea rezistenței variabile până când galvanometrul raportează că nu trece curent electric prin el.
Figura de mai jos arată cum arată circuitul podului Wheatstone, rețineți:
eug - curent în galvanometru
RX - rezistență necunoscută
R1, R2, R3 - rezistențe cunoscute
Folosind circuitul de mai sus, este posibil să se determine cu mare precizie valoarea rezistenței RX. Prin urmare, este necesar ca podul Wheatstone să fie în echilibru, adică diferențierea potential electric printre ramuri CBA și ADB trebuie sa fie nul, astfel încât să nu curgă curent prin galvanometrul ramificat CD.
Conform celei de-a doua legi a lui Kirchhoff, care se referă la conservaredăenergie, știm că suma potențialelor electrice într-o buclă închisă trebuie să fie zero. Prin urmare, suma potențialelor de plasă formate de noduri ADC și, de asemenea, din plasă DBC trebuie să fie egal cu 0.
Pentru a calcula potențialele electrice din fiecare dintre aceste ramuri, vom folosi legea lui Ohm, deci apoi vom folosi regulile și convențiile stabilite prin legile lui Kirchhoff și circuitul prezentat în figura anterioară, vom avea următoarele rezultat:
Ca o consecință a conservării energiei, putem determina rezistența necunoscută prin produsul încrucișat al rezistențelor.
După aplicarea legilor lui Kirchoff la ochiurile menționate mai sus, concluzionăm că este posibil să se determine modulul puterii necunoscute prin produsul încrucișat dintre forțe. O altă modalitate de a găsi același rezultat ar fi să admitem că scăderea potențială între punctele A și C și punctele A și D sunt egale, astfel încât să nu curgă curent electric prin galvanometru.
Prin căderile de tensiune, este de asemenea posibil să se găsească relația dintre produsele încrucișate
Lecție video: Wheatstone Bridge
aplicații
Pe lângă utilizarea sa obișnuită - măsurarea rezistențelor electrice necunoscute, podul Wheatstone poate fi utilizat și în mai multe tipuri senzori de precizie precum cântare, termostate, senzori de presiune, senzori de accelerație, detectoare de zgomot și mișcare etc.
Citește și: Curiozități despre electricitate
Exerciții rezolvate
1) Un pod Wheatstone, la fel ca cel prezentat în figura de mai jos, este în echilibru atunci când sunt trei rezistoarele, cu rezistență de 10 Ω, 20 Ω și 30 Ω, sunt conectate la un al patrulea rezistor de rezistență necunoscut.
Alternativa care prezintă rezistența electrică a celui de-al patrulea rezistor este:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Rezoluţie:
Șablon: Litera C
Deoarece podul Wheatstone este în echilibru, putem spune că produsul încrucișat al rezistențelor sale este echivalent. Prin urmare, vom face următorul calcul:
2) Determinați valoarea rezistenței R pe podul Wheatstone prezentat mai jos. Să presupunem că circuitul este în echilibru.
Rezoluţie:
Deoarece circuitul este în echilibru, putem folosi produsul încrucișat al rezistențelor. Astfel, trebuie să rezolvăm următorul calcul:
De mine. Rafael Helerbrock
Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:
HELERBROCK, Rafael. „Podul Wheatstone”; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm. Accesat la 28 iunie 2021.
