"Srce znanosti je mjerenje", a za mjerenje se mostovni krugovi koriste za pronalaženje svih vrsta električnih i elektroničkih parametara. Proučavali smo nekoliko mostova u mjerenju i mjerenju električnih i elektroničkih uređaja. Tablica u nastavku prikazuje različite mostove s njihovom uporabom:
| S.Ne. | Ime mosta | Parametar koji treba odrediti |
| 1. | Pšenični kamen | izmjerite nepoznati otpor |
| 2. | Anderson | izmjeriti samoinduktivnost zavojnice |
| 3. | De-sauty | mjereći vrlo malu vrijednost kapacitivnosti |
| 4. | Maxwell | izmjeriti nepoznatu induktivnost |
| 5. | Kelvin | koristi se za mjerenje nepoznatih električnih otpornika ispod 1 ohma. |
| 6. | Wein | mjerenje kapacitivnosti u smislu otpora i frekvencije |
| 7. | Sijeno | mjerenje nepoznate prigušnice velike vrijednosti |
Ovdje ćemo razgovarati o Wheatstoneovom mostu koji se koristi za mjerenje nepoznatog otpora. Danas digitalni multimetar na jednostavan način pomaže u mjerenju otpora. Ali prednost Wheatstoneovog mosta u tome je pružiti mjerenje vrlo niskih vrijednosti otpora u rasponu mili-oma.
Vitstanov most
Samuel Hunter Christie izumio je Wheatstoneov most 1833. godine, a ovaj most poboljšao je i popularizirao Sir Charles Wheatstone 1843. Wheatstoneov most je međusobno povezivanje četiri otpora koji čine most. Četiri otpora u krugu nazivaju se krakovima mosta. Most se koristi za pronalaženje vrijednosti nepoznatog otpora povezanog s dva poznata otpora, jednim promjenjivim otpornikom i galvanometrom. Da bi se pronašla vrijednost nepoznatog otpora, otklon na galvanometru izradio je na nulu podešavanjem promjenjivog otpora. Ova je točka poznata kao točka ravnoteže Wheatstone mosta.
Izvođenje
Kao što možemo vidjeti na slici, R1 i R2 poznati su otpornici. R3 je promjenjivi otpor, a Rx nepoznati otpor. Most je povezan s istosmjernim izvorom (baterijom).
Ako je most u uravnoteženom stanju, ne bi trebalo prolaziti struja kroz galvanometar, a ista struja I1 protjecat će kroz R1 i R2. Isto vrijedi i za R3 i Rx, što znači da će protok struje (I2) temeljnog R3 i Rx ostati isti. Dakle, ispod su izračuni za otkrivanje nepoznate vrijednosti otpora kada je most u stanju uravnoteženosti (nema strujanja struje između točke C i D).
V = IR (po ohmovom zakonu) VR1 = I1 * R1… jednadžba (1) VR2 = I1 * R2… jednadžba (2) VR3 = I2 * R3… jednadžba (3) VRx = I2 * Rx… jednadžba (4)
Pad napona na R1 i R3 jednak je, a pad napona na R2 i R4 također je isti u uravnoteženom stanju mosta.
I1 * R1 = I2 * R3… jednadžba (5) I1 * R2 = I2 * Rx… jednadžba (6)
O dijeljenju jednadžbe (5) i jednadžbe (6)
R1 / R2 = R3 / Rx Rx = (R2 * R3) / R1
Dakle, odavde dobivamo vrijednost Rx koja je naš nepoznati otpor i otud na taj način Wheatstoneov most pomaže u mjerenju nepoznatog otpora.
Operacija
Praktično se promjenjivi otpor podešava sve dok vrijednost struje kroz galvanometar ne postane nula. U tom se trenutku most naziva uravnoteženim Wheatstoneovim mostom. Dobivanje nulte struje kroz galvanometar daje visoku točnost, jer manja promjena promjenjivog otpora može poremetiti stanje ravnoteže.
Kao što je prikazano na slici, u mostu R1, R2, R3 i Rx postoje četiri otpora. Gdje su R1 i R2 nepoznati otpor, R3 je promjenjivi otpor, a Rx nepoznati otpor. Ako je omjer poznatih otpornika jednak omjeru prilagođenog promjenjivog otpora i nepoznatog otpora, u tom stanju struja neće teći kroz galvanometar.
U uravnoteženom stanju,
R1 / R2 = R3 / Rx
U ovom trenutku imamo vrijednost R1 , R2 i R3 pa je vrijednost Rx lako pronaći iz gornje formule.
Iz gornjeg uvjeta, Rx = R2 * R3 / R1
Stoga se vrijednost nepoznatog otpora izračunava pomoću ove formule, s obzirom da je struja kroz Galvanometar Nula.
Dakle, moramo prilagoditi potenciometar do trenutka kada će napon na C i D biti jednak, u tom će stanju struja kroz točke C i D biti nula i očitanje galvanometra biti će nula, u tom određenom položaju pozvat će se Wheatstoneov most Uravnoteženo stanje. Ova kompletna operacija objašnjena je u dolje navedenom videozapisu:
Primjer
Uzmimo primjer za razumijevanje koncepta Wheatstoneova mosta, jer uzimamo neuravnoteženi most da bismo izračunali odgovarajuću vrijednost za Rx (nepoznati otpor) za uravnoteženje mosta. Kao što znamo ako je razlika pada napona na točkama C i D jednaka nuli, tada je most u ravnotežnom stanju.
Prema shemi sklopa, Za ADB prvog kraka, Vc = {R2 / (R1 + R2)} * Vs
Stavljanjem vrijednosti u gornju formulu, Vc = {80 / (40 + 80)} * 12 = 8 volti
Za ACB drugog kraka, Vd = {R4 / (R3 + R4)} * Vs Vd = {120 / (360+ 120)} * 12 = 3 volta
Dakle, razlika napona između točke C i D je:
Vout = Vc - Vd = 8 - 3 = 5 volti
Ako je razlika pada napona na C i D pozitivna ili negativna (pozitivna ili negativna pokazuje smjer neravnoteže), to pokazuje da je most neuravnotežen i za njegovo uravnoteženje potrebna nam je drugačija vrijednost otpora u zamjeni za R4.
Vrijednost otpora R4 potrebna za uravnoteženje kruga je:
R4 = (R2 * R3) / R1 (stanje balansnog mosta) R4 = 80 * 360/40 R4 = 720 ohma
Dakle, vrijednost R4 potrebna za uravnoteženje mosta je 720 Ω, jer ako je most uravnotežen, razlika pada napona na C i D je nula i ako možete koristiti otpor od 720 Ω, razlika napona bit će nula.
Prijave
- Uglavnom se koristi za mjerenje vrlo male vrijednosti nepoznatog otpora s rasponom mili-oma.
- Ako koristimo varistor s Wheatstoneovim mostom, također možemo identificirati vrijednost nekih parametara poput kapacitivnosti, induktivnosti i impedancije.
- Korištenjem Wheatstoneova mosta s operativnim pojačalom pomaže u mjerenju različitih parametara kao što su temperatura, napetost, svjetlost itd.