Podul Wheatstone este un circuit fundamental folosit pentru măsurarea cu precizie a rezistenţelor electrice necunoscute. Acesta funcţionează prin echilibrarea a două picioare ale unui circuit de punte, permiţând calcule precise ale curentului şi tensiunii în diferite componente. Înţelegerea aspectelor cantitative ale curentului şi tensiunii în acest circuit este esenţială pentru măsurători exacte şi analiza circuitelor.

Structura de bază a podului Wheatstone

Podul Wheatstone este format din patru rezistențe dispuse într-o formă de diamant, cu o sursă de tensiune conectată peste două colțuri opuse și un galvanometru peste cele două rămase. Atunci când podul este echilibrat, raportul dintre rezistența unei ramuri este egal cu cel din cealaltă, rezultând în curent zero prin galvanometru.

Analiza curentă

Curentul total furnizat de sursa de tensiune se divide intre cele doua ramuri ale podului. Cand podul este echilibrat, curentul prin galvanometru este zero, iar curentul din fiecare ramura poate fi calculat folosind legea lui Ohm. Curentul din fiecare rezistor depinde de tensiunea aplicata si valorile rezistentei.

Distribuția tensiunii

Tensiunea de pe fiecare rezistor poate fi determinată prin aplicarea legii de tensiune a lui Kirchhoff. Când podul este echilibrat, scăderea tensiunii peste rezistenţele cunoscute ajută la calcularea rezistenţei necunoscute. Tensiunea de pe galvanometru indică dezechilibrul şi poate fi folosită pentru ajustarea rezistenţelor pentru măsurarea precisă.

Ecuații și calcule cheie

  • Legea lui Ohm: V = IR
  • Stare de balanță: R1 / R2 = R3 / R4
  • Courrent într-o ramură: I = V / R
  • Voltaj peste un rezistor: V = IR