Мост Уитстона — фундаментальная схема, используемая для точного измерения неизвестных электрических сопротивлений. Он работает путем балансировки двух ножек мостовой цепи, позволяя точно вычислять ток и напряжение по различным компонентам. Понимание количественных аспектов тока и напряжения в этой схеме имеет важное значение для точных измерений и анализа схемы.

Основная структура моста Уитстон

Мост Уитстона состоит из четырёх резисторов, расположенных в алмазной форме, с источником напряжения, соединенным через два противоположных угла, и гальванометром через оставшиеся два.Когда мост сбалансирован, отношение сопротивлений в одной ветви равно тому, что в другой, в результате чего через гальванометр проходит нулевой ток.

Текущий анализ

Общий ток, подаваемый источником напряжения, делится между двумя ветвями моста. При балансировке моста ток через гальванометр равен нулю, и ток в каждой ветви можно вычислить по закону Ома. Ток в каждом резисторе зависит от приложенного напряжения и значений сопротивления.

Распределение напряжения

Напряжение на каждом резисторе можно определить, применяя закон напряжения Кирхгофа. При балансировке моста падение напряжения на известных резисторах помогает вычислить неизвестное сопротивление. Напряжение на гальванометре указывает на дисбаланс и может быть использовано для регулировки сопротивлений для точного измерения.

Ключевые уравнения и расчеты

  • Омский закон: V = IR
  • Условие баланса: R1/R2 = R3/R4
  • Текущий ветвь: I = V/R
  • Напряжение на резисторе: V = IR