міствПшеничний камінь це свого роду електричне коло який може бути використаний для вимірювання з великою точністю електричний опір на одному резистор невідомо. Ці схеми складаються з чотирьох резисторів і гальванометра. Ми говоримо, що міст Уїтстоун знаходиться в баланс коли через струм немає електричного струму гальванометр.
О гальванометр це один з перших приладів, що використовується для вимірювання електричного струму. Це вимірювальний пристрій, який має невелику голку, яка використовується для індикації проходження електричного струму через обертову котушку внаслідок взаємодії між електричним струмом і магнітне поле виробляється невеликим магнітом.
Читайте також:Фізика Курйози
На малюнку нижче показано схему гальванометра. Дивитися:
Гальванометр можна використовувати для вимірювання малих електричних струмів.
Незважаючи на свою назву, міст Уїтстоун був винайдений СамуїлМисливецьКрісті, проте постраждав великий модифікації і вдосконалення руками серЧарльзПшеничний камінь, відповідальний за популяризацію цього типу ланцюгів. Чарльз Уїтстоун також відомий своїм знаменитим винаходом
реостат - резистор зі змінним опором.З чотирьох резисторів, що складають міст Уітстона, відомі два, один може бути змінений (змінний опір), а один невідомий. При підключенні невідомого опору до мосту Уітстона відрегулюйте значення змінного опору, поки гальванометр не повідомить, що через нього не проходить електричний струм.
На малюнку нижче показано, як виглядає схема мосту Уітстона, зверніть увагу:
ig - сила струму в гальванометрі
Р.X - невідомий опір
Р.1, Р2, Р3 - відомі опори
Використовуючи вищезазначену схему, можна з великою точністю визначити величину опору RX. Отже, необхідно, щоб міст Уітстона знаходився в рівновазі, тобто диференціації електричний потенціал серед гілок МРГ і АБР повинно бути нуль, так що струм не протікає через відвідний гальванометр CD.
Відповідно до другого закону Кірхгофа, який стосується збереженнядаєенергія, ми знаємо, що сума електричних потенціалів у замкнутому циклі повинна бути нульовою. Отже, сума сітчастого потенціалу, утвореного вузлами АЦП а також із сітки DBC має дорівнювати 0.
Для розрахунку електричних потенціалів у кожній з цих гілок ми будемо використовувати закон Ома, тож, використовуючи правила та домовленості, встановлені законами Кірхгофа, і схему, показану на попередньому малюнку, ми матимемо наступне результат:
Як наслідок економії енергії, ми можемо визначити невідомий опір за поперечним продуктом резисторів.
Застосувавши закони Кірхоффа до згаданих вище сіток, ми дійшли висновку, що можна визначити модуль невідомої міцності через поперечний добуток між міцностями. Іншим способом знайти той самий результат було б визнати, що потенційне падіння між точками A і С, а точки А і D рівні, так що через гальванометр не проходить електричний струм.
Через падіння напруги можна також знайти взаємозв'язок між поперечними продуктами
Відеоурок: Міст Уїтстоун
додатків
На додаток до загального використання - вимірювання невідомих електричних опорів, міст Уітстона також може використовуватися декількох типів точні датчики, такі як ваги, термостати, датчики тиску, датчики прискорення, датчики шуму та руху тощо.
Читайте також: Цікавинки щодо електрики
розв’язані вправи
1) Міст Уїтстоун, як той, що показаний на малюнку нижче, знаходиться в рівновазі, коли його три резистори, опором 10 Ом, 20 Ом і 30 Ом, підключені до четвертого резистору опору невідомо.
Альтернативою, яка представляє електричний опір четвертого резистора, є:
а) 10 Ом
б) 20 Ом
в) 60
г) 40 Ом
д) 30 Ом
Дозвіл:
Шаблон: Літера С
Оскільки міст Уітстона знаходиться в рівновазі, можна сказати, що поперечний добуток його опорів еквівалентний. Тому ми зробимо наступний розрахунок:
2) Визначте значення опору R на мосту Уітстона, показаному нижче. Припустимо, що ланцюг знаходиться в рівновазі.
Дозвіл:
Оскільки ланцюг знаходиться в рівновазі, ми можемо використовувати поперечний добуток опорів. Таким чином, ми повинні вирішити наступний розрахунок:
Мені Рафаель Хелерброк
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ponte-wheatstone.htm
