Wheatstone bridge är en grundläggande krets som används för att mäta okända elektriska motstånd korrekt. Det fungerar genom att balansera två ben av en brokrets, vilket möjliggör exakta beräkningar av ström och spänning över olika komponenter. Förstå de kvantitativa aspekterna av ström och spänning i denna krets är avgörande för noggranna mätningar och kretsanalys.

Grundläggande struktur av Wheatstone Bridge

Wheatstone bron består av fyra motstånd arrangerade i en diamant form, med en spänningskälla ansluten över två motsatta hörn och en galvanometer över de återstående två. När bron är balanserad, är förhållandet mellan motstånden i en gren lika med den andra, vilket resulterar i nollström genom galvanometern.

Nuvarande analys

Den totala strömmen som levereras av spänningskällan delar sig bland de två grenarna i bron. När bron är balanserad, är strömmen genom galvanometern noll, och strömmen i varje gren kan beräknas med Ohms lag. Nuvarande i varje motstånd beror på den tillämpade spänningen och motståndsvärdena.

Spänningsdistribution

Spänningen över varje motstånd kan bestämmas genom att tillämpa Kirchhoffs spänningslagstiftning. När bron är balanserad, sjunker spänningen över de kända motstånden hjälper till att beräkna det okända motståndet. Spänningen över galvanometern indikerar obalansen och kan användas för att justera motståndet för exakt mätning.

Nyckelekvationer och beräkningar

  • ]] Ohms lag:] V = IR
  • ]Balansvillkor: R1/R2=R3/R4
  • ] För närvarande i en gren: = V/R
  • Voltage över ett motstånd:] V = IR