สะพานในวีทสโตน เป็นชนิดของ วงจรไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไปใช้วัดได้อย่างแม่นยำ ความต้านทานไฟฟ้า หนึ่ง ตัวต้านทาน ไม่ทราบ วงจรเหล่านี้ประกอบด้วยตัวต้านทานสี่ตัวและกัลวาโนมิเตอร์ เราว่าสะพานวีทสโตนอยู่ที่ สมดุล เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า.
โอ เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า มันเป็นหนึ่งในอุปกรณ์แรก ๆ ที่ใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์วัดที่มีเข็มขนาดเล็ก ใช้สำหรับระบุการเคลื่อนตัวของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดหมุน อันเนื่องมาจากปฏิกิริยาระหว่างกระแสไฟฟ้ากับ สนามแม่เหล็ก ผลิตโดยแม่เหล็กขนาดเล็ก
อ่านด้วย:วิชาฟิสิกส์
รูปด้านล่างแสดงแผนผังของกัลวาโนมิเตอร์ ดู:
กัลวาโนมิเตอร์สามารถใช้วัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กได้
แม้จะมีชื่อสะพานวีทสโตนถูกคิดค้นโดย ซามูเอลฮันเตอร์คริสตี้ อย่างไรก็ตามได้รับความเดือดร้อนอย่างมาก การปรับเปลี่ยน และ การปรับปรุง ด้วยมือของ ท่านชาร์ลสวีทสโตน, รับผิดชอบในการประชาสัมพันธ์วงจรประเภทนี้ Charles Wheatstone ยังเป็นที่รู้จักจากสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงของเขา the ลิโน่ - ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
จากตัวต้านทานสี่ตัวที่ประกอบกันเป็นบริดจ์วีทสโตน รู้จักสองตัว ตัวหนึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ (ความต้านทานแปรผัน) และตัวหนึ่งไม่เป็นที่รู้จัก เมื่อเชื่อมต่อความต้านทานที่ไม่รู้จักกับสะพานวีทสโตน ให้ปรับค่าความต้านทานแปรผันจนกว่ากัลวาโนมิเตอร์จะรายงานว่าไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
รูปด้านล่างแสดงให้เห็นว่าวงจรบริดจ์วีทสโตนเป็นอย่างไร หมายเหตุ:
ผมg – กระแสในกัลวาโนมิเตอร์
RX - ไม่รู้จักการต่อต้าน
R1, R2, R3 – รู้จักแนวต้าน
การใช้วงจรข้างต้นทำให้สามารถระบุค่าความต้านทาน R. ได้อย่างแม่นยำเอ็กซ์ ดังนั้นจึงจำเป็นที่สะพานวีทสโตนต้องอยู่ในสมดุล กล่าวคือ ความแตกต่างของ ศักย์ไฟฟ้า ระหว่างสาขา CBA และ ADB ต้องเป็น เป็นโมฆะ, เพื่อไม่ให้กระแสไหลผ่านกิ่งกัลวาโนมิเตอร์ ซีดี.
ตามกฎข้อที่สองของ Kirchhoff ซึ่งเกี่ยวข้องกับ การอนุรักษ์ให้พลังงานเรารู้ว่าผลรวมของศักย์ไฟฟ้าในวงปิดต้องเป็นศูนย์ ดังนั้น ผลรวมของศักย์ตาข่ายที่เกิดจากโหนด ADC และยังมาจากตาข่าย DBC ต้องเท่ากับ 0
ในการคำนวณศักย์ไฟฟ้าในแต่ละกิ่ง เราจะใช้กฎของโอห์ม จากนั้นใช้ กฎและอนุสัญญาที่กำหนดโดยกฎหมายของ Kirchhoff และวงจรที่แสดงในรูปที่แล้วเราจะมีดังต่อไปนี้ ผลลัพธ์:
ผลที่ตามมาของการอนุรักษ์พลังงาน เราสามารถกำหนดความต้านทานที่ไม่รู้จักโดยผลคูณของตัวต้านทาน
หลังจากใช้กฎของ Kirchoff กับตาข่ายที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว เราสรุปได้ว่าสามารถกำหนดโมดูลัสของความแรงที่ไม่ทราบค่าผ่านผลคูณระหว่างจุดแข็งได้ อีกวิธีในการค้นหาผลลัพธ์แบบเดียวกันคือยอมรับว่าการดรอประหว่างจุด A. ที่อาจเกิดขึ้น และ C และจุด A และ D เท่ากันจนไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์
นอกจากนี้ยังสามารถค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างผลคูณข้ามผ่านแรงดันตกได้อีกด้วย
บทเรียนวิดีโอ: สะพานวีตสโตน
แอปพลิเคชั่น
นอกเหนือจากการใช้งานทั่วไป - การวัดความต้านทานไฟฟ้าที่ไม่รู้จัก สะพานวีทสโตนยังใช้งานได้หลายประเภท several เซ็นเซอร์ความแม่นยำ เช่น เครื่องชั่ง เทอร์โมสแตท เซ็นเซอร์ความดัน เซ็นเซอร์อัตราเร่ง เครื่องตรวจจับสัญญาณรบกวนและการเคลื่อนไหว ฯลฯ
อ่านด้วย: ความอยากรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า
แบบฝึกหัดแก้ไข
1) สะพานวีตสโตน เหมือนกับที่แสดงในรูปด้านล่าง สมดุลเมื่อสะพานสาม ตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 10 Ω, 20 Ω และ 30 Ω ต่อกับตัวต้านทานความต้านทานตัวที่สี่ ไม่ทราบ
ทางเลือกที่นำเสนอความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานที่สี่คือ:
ก) 10 Ω
ข) 20 Ω
ค) 60
ง) 40 Ω
จ) 30 Ω
ความละเอียด:
แม่แบบ: จดหมาย C
เนื่องจากสะพานวีตสโตนอยู่ในสมดุล เราสามารถพูดได้ว่าผลคูณของความต้านทานมีค่าเท่ากัน ดังนั้น เราจะทำการคำนวณดังต่อไปนี้:
2) กำหนดค่าความต้านทาน R บนสะพานวีตสโตนที่แสดงด้านล่าง สมมติว่าวงจรอยู่ในสมดุล
ความละเอียด:
เนื่องจากวงจรอยู่ในสภาวะสมดุล เราจึงสามารถใช้ผลคูณของความต้านทานได้ ดังนั้น เราต้องแก้การคำนวณต่อไปนี้:
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm
