broiWheatstone är ett slags elektrisk krets som med stor precision kan mätas elektrisk resistans på ett motstånd okänd. Dessa kretsar består av fyra motstånd och en galvanometer. Vi säger att Wheatstone Bridge är vid balans när det inte rinner någon elektrisk ström genom galvanometer.
O galvanometer det är en av de första enheterna som används för att mäta elektrisk ström. Det är en mätanordning som har en liten nål, som används för att indikera passage av elektrisk ström genom en roterande spole på grund av interaktionen mellan den elektriska strömmen och magnetiskt fält produceras av en liten magnet.
Läs också:Fysik nyfikenheter
Bilden nedan visar schemat för en galvanometer. Kolla på:
Galvanometern kan användas för att mäta små elektriska strömmar.
Trots sitt namn uppfanns Wheatstone Bridge av SamuelJägareChristie, led dock mycket ändringar och förbättringar av händerna på herrCharlesWheatstone, ansvarig för popularisering av denna typ av kretsar. Charles Wheatstone är också känd för sin berömda uppfinning, The reostat - ett motstånd med variabelt motstånd.
Av de fyra motstånden som utgör Wheatstone-bron är två kända, ett kan ändras (variabelt motstånd) och ett är okänt. När du ansluter ett okänt motstånd till en Wheatstone-bro, justerar du värdet på det variabla motståndet tills galvanometern rapporterar att det inte finns någon elektrisk ström som passerar genom den.
Bilden nedan visar hur Wheatstone-bryggan ser ut, notera:
ig - ström i galvanometern
RX - okänt motstånd
R1, R2, R3 - kända motstånd
Med hjälp av ovanstående krets är det möjligt att med stor precision bestämma värdet på motståndet RX. Därför är det nödvändigt att Wheatstone-bron är i jämvikt, det vill säga differentieringen av elektrisk potential bland grenarna CBA och ADB måste vara null, så att ingen ström flyter genom gren galvanometern CD.
Enligt Kirchhoffs andra lag, som rör bevarandegerenergi, vi vet att summan av elektriska potentialer i en sluten slinga måste vara noll. Därför är summan av maskpotentialerna som bildas av noderna ADC och även från nätet DBC måste vara lika med 0.
För att beräkna de elektriska potentialerna i var och en av dessa grenar använder vi Ohms lag, så då använder vi regler och konventioner som upprättats av Kirchhoffs lagar och kretsen som visas i föregående figur, kommer vi att ha följande resultat:
Som en följd av energibesparing kan vi bestämma det okända motståndet med motståndens tvärprodukt.
Efter att ha tillämpat Kirchoffs lagar på maskorna som nämnts ovan drar vi slutsatsen att det är möjligt att bestämma modulen för den okända styrkan genom korsprodukten mellan styrkorna. Ett annat sätt att hitta samma resultat är att erkänna att den potentiella minskningen mellan punkterna A och C och punkterna A och D är desamma så att ingen elektrisk ström flyter genom galvanometern.
Genom spänningsfallet är det också möjligt att hitta förhållandet mellan korsprodukterna
Videolektion: Wheatstone Bridge
applikationer
Förutom dess vanliga användning - mätning av okända elektriska motstånd, kan Wheatstone-bron också användas i flera typer precisionssensorer som vågar, termostater, tryckgivare, accelerationssensorer, buller- och rörelsedetektorer etc.
Läs också: Nyfikenheter om el
lösta övningar
1) En Wheatstone-bro, som den som visas i figuren nedan, är i balans när den är tre motstånd, med motstånd 10 Ω, 20 Ω och 30 Ω, är anslutna till ett fjärde motståndsmotstånd okänd.
Alternativet som presenterar det elektriska motståndet hos det fjärde motståndet är:
a) 10 Ω
b) 20 Ω
c) 60
d) 40 Ω
e) 30 Ω
Upplösning:
Mall: Bokstaven C
Eftersom Wheatstone-bron är i jämvikt kan vi säga att korsprodukten av dess motstånd är ekvivalent. Så vi kommer att göra följande beräkning:
2) Bestäm värdet på motstånd R på Wheatstone-bron som visas nedan. Antag att kretsen är i jämvikt.
Upplösning:
Eftersom kretsen är i jämvikt kan vi använda korsprodukten från motstånden. Således måste vi lösa följande beräkning:
Av mig Rafael Helerbrock
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm