MostvWheatstone je druh elektrický obvod pomocou ktorého je možné s veľkou presnosťou merať elektrický odpor na jeden odpor neznámy. Tieto obvody pozostávajú zo štyroch odporov a galvanometra. Hovoríme, že Wheatstone Bridge je na rovnováha keď prúdom nepreteká žiadny elektrický prúd galvanometer.
O galvanometer je to jedno z prvých prístrojov používaných na meranie elektrického prúdu. Jedná sa o meracie zariadenie, ktoré má malú ihlu, používanú na indikáciu prechodu elektrického prúdu rotujúcou cievkou, v dôsledku interakcie medzi elektrickým prúdom a magnetické pole vyrobené malým magnetom.
Prečítajte si tiež:Fyzikálne kuriozity
Nasledujúci obrázok zobrazuje schému galvanometra. Pozerať:
Galvanometer možno použiť na meranie malých elektrických prúdov.
Napriek svojmu názvu Wheatstoneov most vymyslel SamuelLovecChristie, utrpel však veľmi úpravy a vylepšenia rukami paneCharlesWheatstone, zodpovedný za popularizáciu tohto typu obvodov. Charles Wheatstone je tiež známy svojim slávnym vynálezom, ktorým je reostat - rezistor s premenlivým odporom.
Zo štyroch odporov, ktoré tvoria Wheatstoneov most, sú známe dva, jeden je možné meniť (premenlivý odpor) a jeden nie je známy. Pri pripájaní neznámeho odporu k Wheatstoneovmu mostu upravujte hodnotu premenného odporu, kým galvanometer neoznámi, že ním neprechádza elektrický prúd.
Obrázok nižšie ukazuje, ako vyzerá obvod Wheatstoneovho mosta, poznámka:
ig - prúd v galvanometri
RX - neznámy odpor
R1, R2, R3 - známe odpory
Pomocou vyššie uvedeného obvodu je možné s veľkou presnosťou určiť hodnotu odporu RX. Preto je nevyhnutné, aby Wheatstoneov most bol v rovnováhe, teda diferenciácii elektrický potenciál medzi pobočkami CBA a ADB musí byť nulový, aby cez odbočný galvanometer neprúdil žiadny prúd CD.
Podľa druhého zákona Kirchhoffa, ktorý sa týka ochranadávaenergie, vieme, že súčet elektrických potenciálov v uzavretej slučke musí byť nulový. Preto súčet sieťových potenciálov tvorených uzlami ADC a tiež z pletiva DBC musí byť rovné 0.
Na výpočet elektrických potenciálov v každej z týchto vetiev použijeme Ohmov zákon, teda potom použijeme pravidlá a konvencie ustanovené Kirchhoffovými zákonmi a okruh zobrazený na predchádzajúcom obrázku, budeme mať nasledujúce výsledok:
V dôsledku úspory energie môžeme určiť neznámy odpor krížovým súčinom rezistorov.
Po aplikovaní Kirchoffových zákonov na vyššie spomenuté siete dospeli k záveru, že je možné určiť modul neznámej sily prostredníctvom krížového súčinu medzi pevnosťami. Ďalším spôsobom, ako nájsť rovnaký výsledok, by bolo pripustiť, že potenciálny pokles medzi bodmi A a C a body A a D sú rovnaké, takže galvanometrom nepreteká žiadny elektrický prúd.
Vďaka poklesom napätia je tiež možné nájsť vzťah medzi krížovými produktmi
Video lekcia: Wheatstone Bridge
aplikácie
Okrem bežného použitia - merania neznámych elektrických odporov, je možné Wheatstoneov most použiť aj v niekoľkých typoch presné snímače, ako sú váhy, termostaty, snímače tlaku, snímače zrýchlenia, detektory hluku a pohybu atď.
Prečítajte si tiež: Kuriozity o elektrine
Cvičenia vyriešené
1) Wheatstoneov most, ako je ten, ktorý je zobrazený na obrázku nižšie, je v rovnováhe, keď je trojitý rezistory s odporom 10 Ω, 20 Ω a 30 Ω sú pripojené k štvrtému odporovému odporu neznámy.
Alternatíva, ktorá predstavuje elektrický odpor štvrtého rezistora, je:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Rozhodnutie:
Šablóna: Písmeno C.
Pretože Wheatstoneov most je v rovnováhe, môžeme povedať, že krížový súčin jeho odporov je ekvivalentný. Preto urobíme nasledujúci výpočet:
2) Určte hodnotu odporu R na Wheatstoneovom moste uvedenom nižšie. Predpokladajme, že obvod je v rovnováhe.
Rozhodnutie:
Pretože je obvod v rovnováhe, môžeme použiť krížový súčin odporov. Musíme teda vyriešiť nasledujúci výpočet:
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm
