Udtrykket 'Wheatstone bridge' kaldes også som Resistance Bridge, dvs. opfundet af 'Charles Wheatstone'. Dette brokredsløb bruges til at beregne de ukendte modstandsværdier og som et middel til at regulere måleinstrument, ammetre, voltmetere osv. Men de nuværende digitale millimeter tilbyder den nemmeste måde at beregne en modstand på. I de seneste dage er Wheatstone bridge brugt i mange applikationer, som den kan bruges med moderne op-forstærkere til at interface forskellige sensorer og transducere til forstærker kredsløb s. Dette brokredsløb er konstrueret med to enkle serielle og parallelle modstande mellem en spændingsforsyningsterminal og jordterminaler. Når broen er afbalanceret, producerer jordterminalen en nul spændingsforskel mellem de to parallelle grene. En Wheatstone-bro består af to i / p- og to o / p-terminaler, der inkluderer fire modstande arrangeret i en diamantform.

“hvordan man laver kredsløb på brødbræt ”

Wheatstone Bridge

Wheatstone Bridge og dens arbejde

En Wheatstone-bro bruges i vid udstrækning til at måle den elektriske modstand. Dette kredsløb er bygget med to kendte modstande , en ukendt modstand og en variabel modstand forbundet i form af en bro. Når den variable modstand justeres, bliver strømmen i galvanometeret nul, forholdet mellem to to ukendte modstande er lig med forholdet mellem værdien af ukendt modstand og justeret værdi af variabel modstand. Ved at bruge en Wheatstone Bridge kan den ukendte elektriske modstandsværdi let måles.

Arrangement af Wheatstone Bridge Circuit

Kredsløbsarrangementet af Wheatstone-broen er vist nedenfor. Dette kredsløb er designet med fire arme, nemlig AB, BC, CD & AD og består af elektrisk modstand P, Q, R og S. Blandt disse fire modstande er P og Q kendte faste elektriske modstande. Et galvanometer er forbundet mellem B & D-terminalerne via en S1-switch. Spændingskilden er forbundet til A & C-terminalerne via en switch S2. En variabel modstand 'S' er forbundet mellem klemmerne C & D. Potentialet ved klemme D varierer, når værdien af den variable modstand justeres. For eksempel strømmer strømme I1 og I2 gennem punkterne ADC og ABC. Når modstandsværdien af arm CD varierer, vil I2-strømmen også variere.

Arrangement af Wheatstone Bridge Circuit

Hvis vi har en tendens til at justere den variable modstand, kan en situation være en gang, når spændingsfaldet over modstanden S, der er I2.S, bliver specifikt i stand til spændingsfaldet over modstanden Q, dvs. I1.Q. Således bliver punktet B's potentiale lig med potentialet for punktet D, hvorfor potentialforskellen b / n disse to punkter er nul, derfor er strøm gennem galvanometeret nul. Derefter er afbøjningen i galvanometeret nul, når S2-kontakten lukkes.

Wheatstone Bridge Derivation

Fra ovenstående kredsløb er strømme I1 og I2

I1 = V / P + Q og I2 = V / R + S

Nu er potentialet for punkt B med hensyn til punkt C spændingsfaldet over Q-transistoren, så er ligningen

I1Q = VQ / P + Q …………………………… .. (1)

Potentialet for punkt D i forhold til C er spændingsfaldet over modstanden S, så er ligningen

I2S = VS / R + S …………………………… .. (2)

Fra ovenstående ligning 1 og 2 får vi,

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

Her i ovenstående ligning er værdien af P / Q og S kendt, så R-værdien kan let bestemmes.

De elektriske modstande fra Wheatstone-broen såsom P og Q er lavet af et bestemt forhold, de er 1: 1 10: 1 (eller) 100: 1 kendt som forholdsarmene, og reostatarmen S er altid variabel fra 1-1.000 ohm eller fra 1-10.000 ohm

Eksempel på Wheatstone Bridge

Det følgende kredsløb er en ubalanceret Wheatstone-bro, beregn o / p-spændingen over C- og D-punkter, og værdien af modstanden R4 kræves for at afbalancere brokredsen.

Eksempel på Wheatstone Bridge

Den første seriearm i ovenstående kredsløb er ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohm, R1 = 80 ohm, Vs = 100
Erstat disse værdier i ovenstående ligning
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volt
Den anden serie arm i ovenstående kredsløb er ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

“en megger bruges til at måle ”

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 volt
Spændingen over punkterne C & D er angivet som
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volt.
Værdien af R4-modstand kræves for at afbalancere Wheatstone-brobroen er angivet som:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohm.

Så endelig kan vi konkludere, at Wheatstone-broen har to i / p & to o / p-terminaler, nemlig A & B, C & D. Når ovenstående kredsløb er afbalanceret, er spændingen over o / p-terminalerne nul volt. Når Wheatstone-broen ikke er i balance, kan o / p-spændingen være enten + ve eller –ve afhængigt af ubalanceretningen.

Anvendelse af Wheatstone Bridge

Anvendelsen af Wheatstone bridge er lysdetektor ved hjælp af Wheatstone bridge-kredsløb

Wheatstone Bridge Light Detector Circuit

Balancerede brokredsløb bruges i mange elektroniske applikationer til at måle ændringer i lysintensitet, belastning eller tryk. De forskellige typer resistive sensorer, der kan bruges i et Wheatstone-brokredsløb, inkluderer: potentiometre, LDR'er, stregmålere og termistor osv.

Wheatstone bridge-applikationer bruges til at registrere elektriske og mekaniske størrelser. Men den enkle Wheatstone bridge-applikation er lysmåling ved hjælp af fotoresistiv enhed. I Wheatstone-brokredsen placeres en lysafhængig modstand i stedet for en af modstandene.

En LDR er en passiv resistiv sensor, der bruges til at konvertere de synlige lysniveauer til en ændring i modstand og senere en spænding. LDR kan bruges til at måle og overvåge lysintensitetsniveauet. LDR har en række Megha ohm modstand i svagt eller mørkt lys omkring 900Ω ved en 100 Lux af en lysintensitet og ned til omkring 30ohms i et stærkt lys. Ved at forbinde den lysafhængige modstand i Wheatstone-brokredsen kan vi måle og overvåge ændringer i lysniveauerne.

Dette handler om Wheatstone bridge og Wheatstone bridge-princippet, det fungerer med applikationen. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept. Desuden er spørgsmål eller tvivl angående denne artikel eller elektronikprojekter , giv venligst din feedback ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter: