Wheatstone Bridge: kaj je to, lastnosti in vaje

mostuvPšenični kamen je neke vrste električni tokokrog ki se lahko z veliko natančnostjo meri električni upor na enem upor neznano. Ta vezja so sestavljena iz štirih uporov in galvanometra. Pravimo, da je most Wheatstone ravnovesje ko skozi tok ne teče električni tok galvanometer.

O galvanometer je ena prvih naprav, ki se uporablja za merjenje električnega toka. To je merilna naprava z majhno iglo, ki se uporablja za prikaz prehoda električnega toka skozi vrtljivo tuljavo zaradi interakcije med električnim tokom in magnetno polje proizvede majhen magnet.

Preberite tudi:Fizika Radovednosti

Spodnja slika prikazuje shemo galvanometra. Pazi:

Galvanometer se lahko uporablja za merjenje majhnih električnih tokov.
Galvanometer se lahko uporablja za merjenje majhnih električnih tokov.

Kljub imenu je Wheatstone Bridge izumil SamuelLovecChristie, pa trpel odlično spremembe in izboljšave z rokami gospodCharlesPšenični kamen, odgovoren za popularizacijo te vrste vezij. Charles Wheatstone je znan tudi po svojem slavnem izumu, reostat - upor s spremenljivo upornostjo.

Od štirih uporov, ki tvorijo Wheatstonov most, sta znana dva, enega je mogoče spremeniti (spremenljiv upor) in enega neznano. Ko priklopite neznano upornost na Wheatstoneov most, prilagodite vrednost spremenljivega upora, dokler galvanometer ne sporoči, da skozi njega ne gre električni tok.

Spodnja slika prikazuje, kako izgleda most Wheatstoneovega mostu, upoštevajte:


jaz
g - tok v galvanometru

RX - neznan odpor

R1, R2, R3 - znani upori

Z uporabo zgornjega vezja je mogoče z veliko natančnostjo določiti vrednost upora RX. Zato je nujno, da je Wheatstonov most v ravnovesju, to je diferenciacija električni potencial med vejami CBA in ADB mora biti nič, tako da skozi odcepni galvanometer ne teče tok CD.

V skladu z drugim zakonom Kirchhoffa, ki se nanaša na ohranjanjedajeenergija, vemo, da mora biti vsota električnih potencialov v zaprti zanki enaka nič. Vsota mrežnih potencialov, ki jih tvorijo vozlišča ADC in tudi iz mrežice DBC mora biti enako 0.

Za izračun električnih potencialov v vsaki od teh vej bomo uporabili Ohmov zakon, potem pa z pravila in konvencije, ki jih vzpostavljajo Kirchhoffovi zakoni, in vezje, prikazano na prejšnji sliki, bomo imeli naslednje rezultat:


Kot posledico varčevanja z energijo lahko določimo neznano upornost z navzkrižnim produktom uporov.

Po uporabi Kirchoffovih zakonov na zgoraj omenjena očesa sklepamo, da je mogoče modul neznane trdnosti določiti skozi navzkrižni produkt med trdnostmi. Drug način za iskanje enakega rezultata bi bil, če bi priznali, da potencialni padec med točkama A in C in točki A in D sta enaki, tako da skozi galvanometer ne teče električni tok.

Skozi padce napetosti je mogoče najti tudi razmerje med navzkrižnimi produkti

Video lekcija: Wheatstone Bridge

aplikacij

Most Wheatstone se poleg običajne uporabe - merjenja neznanih električnih uporov lahko uporablja tudi v več vrstah natančni senzorji, kot so tehtnice, termostati, tlačni senzorji, senzorji pospeška, detektorji hrupa in gibanja itd.

Preberite tudi: Zanimivosti glede elektrike

rešene vaje

1) Wheatstoneov most, kot je prikazan na spodnji sliki, je v ravnovesju, ko je trije upori z uporom 10 Ω, 20 Ω in 30 Ω so povezani s četrtim uporovnim uporom neznano.

Alternativa, ki predstavlja električni upor četrtega upora, je:

a) 10 Ω

b) 20 Ω

c) 60

d) 40 Ω

e) 30 Ω

Resolucija:

Predloga: Črka C

Ker je Wheatstonov most v ravnovesju, lahko rečemo, da je navzkrižni zmnožek njegovih uporov enakovreden. Zato bomo naredili naslednji izračun:

2) Določite vrednost upora R na Wheatstonovem mostu, prikazano spodaj. Predpostavimo, da je vezje v ravnovesju.

Resolucija:

Ker je vezje v ravnovesju, lahko uporabimo navzkrižni zmnožek uporov. Tako moramo rešiti naslednji izračun:

Jaz, Rafael Helerbrock

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm

Povečajte čistočo vašega doma z uporabo soli na vratih in oknih

Sol, mineral, sestavljen iz kloridnih in natrijevih ionov, je praktično nepogrešljiv v vsakem dom...

read more

Teh 6 znakov kaže, da je kavarna slaba

Ne glede na to, ali gre za branje knjige, pisanje ali počitek v miru, je posedanje v kavarni ob v...

read more

Nacionalni ženski parfumi, ki so na ravni mednarodnih

Parfum je ena od stvari, ki običajno označujejo človeka. Ankete pravijo, da ima velika večina raj...

read more