Termin „most Wheatstone'a” jest również nazywany mostem oporu, czyli wymyślony przez „Charlesa Wheatstone'a”. Ten obwód mostkowy jest używany do obliczania nieznanych wartości rezystancji i jako środek do regulacji przyrządu pomiarowego, amperomierzy, woltomierzy itp. Jednak obecne cyfrowe milimetry oferują najłatwiejszy sposób obliczenia rezystancji. W ostatnich dniach mostek Wheatstone'a jest używany w wielu zastosowaniach, na przykład może być używany z nowoczesnymi wzmacniaczami operacyjnymi do łączenia różnych czujników i przetworników z obwód wzmacniacza s. Ten obwód mostkowy jest zbudowany z dwóch prostych szeregowych i równoległych rezystancji między zaciskiem zasilania a zaciskami uziemienia. Gdy mostek jest zrównoważony, zacisk uziemienia wytwarza zerową różnicę napięcia między dwiema równoległymi gałęziami. Mostek Wheatstone'a składa się z dwóch zacisków i / p oraz dwóch zacisków o / p zawierających cztery rezystory ułożone w kształcie rombu.
Most Wheatstone'a
Most Wheatstone'a i jego działanie
Mostek Wheatstone'a jest szeroko stosowany do pomiaru oporu elektrycznego. Ten obwód jest zbudowany z dwóch znanych rezystorów jeden nieznany rezystor i jeden rezystor zmienny podłączony w postaci mostka. Po wyregulowaniu rezystora zmiennego prąd w galwanometrze staje się zerowy, stosunek dwóch nieznanych rezystorów jest równy stosunkowi wartości nieznanej rezystancji i ustawionej wartości zmiennej rezystancji. Używając mostka Wheatstone'a, można łatwo zmierzyć nieznaną wartość rezystancji elektrycznej.
Układ obwodu mostka Wheatstone'a
Schemat obwodu mostka Wheatstone'a pokazano poniżej. Ten obwód jest zaprojektowany z czterema ramionami, a mianowicie AB, BC, CD i AD i składa się z rezystancji elektrycznej P, Q, R i S. Spośród tych czterech rezystancji, P i Q są znanymi stałymi rezystorami elektrycznymi. Galwanometr jest podłączony między zaciskami B i D za pomocą przełącznika S1. Źródło napięcia jest podłączone do zacisków A i C za pomocą przełącznika S2. Pomiędzy zaciskami C i D jest podłączony rezystor zmienny „S”. Potencjał na zacisku D zmienia się, gdy dostosowuje się wartość rezystora zmiennego. Na przykład prądy I1 i I2 przepływają przez punkty ADC i ABC. Kiedy zmienia się wartość rezystancji ramienia CD, wtedy prąd I2 również się zmienia.
Układ obwodu mostka Wheatstone'a
Jeśli mamy tendencję do regulowania zmiennej rezystancji, jeden stan rzeczy może powrócić raz, gdy spadek napięcia na rezystorze S, czyli I2.S, stanie się konkretnie zdolny do spadku napięcia na rezystorze Q, tj. Zatem potencjał punktu B staje się równy potencjałowi punktu D, stąd różnica potencjałów b / n tych dwóch punktów wynosi zero, stąd prąd płynący przez galwanometr wynosi zero. Wówczas wychylenie galwanometru wynosi zero, gdy wyłącznik S2 jest zamknięty.
Wyprowadzenie mostka Wheatstone'a
Z powyższego obwodu płyną prądy I1 i I2
I1 = V / P + Q i I2 = V / R + S
Teraz potencjał punktu B w stosunku do punktu C to spadek napięcia na tranzystorze Q, to równanie jest
I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)
Potencjał punktu D w stosunku do C to spadek napięcia na rezystorze S, wtedy równanie jest
I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)
Z powyższego równania 1 i 2 otrzymujemy,
VQ / P + Q = VS / R + S
`` Q / P + Q = S / R + S
P + Q / Q = R + S / S
P / Q + 1 = R / S + 1
P / Q = R / S
R = SxP / Q
Tutaj w powyższym równaniu wartości P / Q i S są znane, więc wartość R można łatwo określić.
Oporności elektryczne mostka Wheatstone'a, takie jak P i Q, są wykonane z określonym współczynnikiem, wynoszą 1: 1 10: 1 (lub) 100: 1, znane jako ramiona współczynnika, a ramię reostatu S jest zawsze zmienne w zakresie 1-1000 omów lub od 1-10 000 omów
Przykład mostu Wheatstone'a
Poniższy obwód to niesymetryczny mostek Wheatstone'a, oblicz napięcie o / p w punktach C i D, a wartość rezystora R4 jest wymagana do zrównoważenia obwodu mostka.
Przykład mostu Wheatstone'a
Pierwsze ramię szeregowe w powyższym obwodzie to ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 omów, R1 = 80 omów, Vs = 100
Zastąp te wartości w powyższym równaniu
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 woltów
Drugie ramię serii w powyższym obwodzie to ADB
VD = R4 / (R3 + R4) X Vs
DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 woltów
Napięcie między punktami C i D jest podane jako
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 woltów.
Wartość rezystora R4 wymagana do zrównoważenia mostka Wheatstone'a jest podana jako:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 omów.
W końcu możemy wywnioskować, że mostek Wheatstone'a ma dwa zaciski i / p i dwa zaciski o / p, a mianowicie A i B, C i D. Gdy powyższy obwód jest zrównoważony, napięcie na zaciskach o / p wynosi zero woltów. Kiedy mostek Wheatstone'a jest niezrównoważony, napięcie o / p może wynosić + ve lub –ve w zależności od kierunku asymetrii.
Zastosowanie mostka Wheatstone'a
Zastosowanie mostka Wheatstone'a to detektor światła wykorzystujący obwód mostka Wheatstone'a
Obwód detektora światła mostka Wheatstone'a
Zrównoważone obwody mostkowe są używane w wielu aplikacje elektroniczne do pomiaru zmian natężenia światła, odkształcenia lub ciśnienia. Różne typy czujników rezystancyjnych, które mogą być używane w obwodzie mostka Wheatstone'a, obejmują: potencjometry, LDR, tensometry i termistory itp.
Aplikacje mostka Wheatstone'a służą do wykrywania wielkości elektrycznych i mechanicznych. Ale prosta aplikacja mostka Wheatstone'a polega na pomiarze światła za pomocą urządzenia fotorezystywnego. W obwodzie mostka Wheatstone'a w miejsce jednego z rezystorów umieszczony jest rezystor zależny od światła.
LDR to pasywny czujnik rezystancyjny, który służy do przekształcania poziomu światła widzialnego w zmianę rezystancji, a następnie napięcie. LDR może służyć do pomiaru i monitorowania poziomu natężenia światła. LDR ma rezystancję kilku megawatów w słabym lub ciemnym świetle około 900 Ω przy natężeniu światła 100 luksów i do około 30 omów w jasnym świetle. Podłączając zależny od światła rezystor w obwodzie mostka Wheatstone'a, możemy mierzyć i monitorować zmiany poziomu światła.
Chodzi o mostek Wheatstone'a i zasadę mostka Wheatstone'a, jego współpracę z aplikacją. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie pytania lub wątpliwości dotyczące tego artykułu lub projekty elektroniczne , prosimy o wyrażenie opinii, komentując w sekcji komentarzy poniżej.
Kredyty fotograficzne:
- Most Wheatstone wg syn
- Układ obwodów mostu Wheatstone wg electric4u
- Detektor światła Wheatstone Bridge wg samouczki-elektroniczne
