Pojem „Wheatstoneov most“ sa nazýva aj Most odporu, ktorý vymyslel „Charles Wheatstone“. Tento mostíkový obvod sa používa na výpočet neznámych hodnôt odporu a ako prostriedok na reguláciu meracieho prístroja, ampérmetrov, voltmetrov atď. Súčasné digitálne milimetre však ponúkajú najjednoduchší spôsob výpočtu odporu. V posledných dňoch sa Wheatstoneov most používa v mnohých aplikáciách, ako je napríklad jeho použitie s modernými operačnými zosilňovačmi na prepojenie rôznych senzorov a prevodníkov s obvod zosilňovača s. Tento mostíkový obvod je skonštruovaný s dvoma jednoduchými sériovými a paralelnými odpormi medzi svorkou napájacieho napätia a zemnými svorkami. Keď je most vyrovnaný, potom zemná svorka produkuje rozdiel nulového napätia medzi dvoma paralelnými vetvami. Wheatstoneov most pozostáva z dvoch i / p a dvoch o / p terminálov vrátane štyroch rezistorov usporiadaných do tvaru kosoštvorca.
Wheatstoneov most
Wheatstoneov most a jeho práca
Wheatstoneov most je široko používaný na meranie elektrického odporu. Tento obvod je postavený s dvoma známymi odpormi , jeden neznámy odpor a jeden premenný odpor pripojený vo forme mostíka. Keď sa nastaví premenný odpor, potom sa prúd v galvanometri stane nulovým, pomer dvoch dvoch neznámych odporov sa rovná pomeru hodnoty neznámeho odporu a nastavenej hodnoty premenného odporu. Použitím Wheatstoneovho mosta možno ľahko merať neznámu hodnotu elektrického odporu.
Usporiadanie obvodu Wheatstone Bridge
Usporiadanie obvodov Wheatstoneovho mosta je zobrazené nižšie. Tento obvod je navrhnutý so štyrmi ramenami, konkrétne AB, BC, CD a AD, a pozostáva z elektrického odporu P, Q, R a S. Z týchto štyroch odporov sú P a Q známe pevné elektrické odpory. Medzi svorky B & D je prepínač S1 pripojený galvanometer. Zdroj napätia je pripojený k svorkám A & C pomocou spínača S2. Variabilný rezistor „S“ je pripojený medzi svorky C a D. Potenciál na svorke D sa mení, keď sa hodnota premenného rezistora upravuje. Napríklad prúdy I1 a I2 pretekajú bodmi ADC a ABC. Keď sa hodnota odporu ramena CD mení, bude sa meniť aj prúd I2.
Usporiadanie obvodu Wheatstone Bridge
Ak máme tendenciu nastavovať premenlivý odpor, jeden stav by sa mohol vrátiť jedenkrát, keď pokles napätia na rezistore S, ktorý je I2.S, bude špecificky schopný poklesu napätia na rezistore Q, tj. I1.Q. Potenciál bodu B sa teda rovná potenciálu bodu D, preto je potenciálny rozdiel b / n týchto dvoch bodov nulový, preto je prúd cez galvanometer nulový. Potom je priehyb v galvanometri nulový, keď je spínač S2 zopnutý.
Odvodenie Wheatstoneovho mosta
Z vyššie uvedeného obvodu sú prúdy I1 a I2
I1 = V / P + Q a I2 = V / R + S
Potenciál bodu B vzhľadom na bod C je pokles napätia na Q tranzistore, potom rovnica je
I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)
Potenciál bodu D vzhľadom na C je pokles napätia na rezistore S, potom platí rovnica
I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)
Z vyššie uvedenej rovnice 1 a 2 dostaneme,
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
Tu vo vyššie uvedenej rovnici sú známe hodnoty P / Q a S, takže hodnotu R možno ľahko určiť.
Elektrické odpory Wheatstoneovho mostíka, ako sú P a Q, sú vyrobené z určitého pomeru, sú 1: 1 10: 1 (alebo) 100: 1 známe ako pomerové ramená a reostatické rameno S je vždy premenlivé od 1 do 1 000 ohmov alebo od 1 do 10 000 ohmov
Príklad Wheatstoneovho mosta
Nasledujúcim obvodom je nevyvážený Wheatstoneov most, vypočítajte napätie o / p v bodoch C a D a na vyrovnanie mostíkového obvodu je potrebná hodnota odporu R4.
Príklad Wheatstoneovho mosta
Prvým sériovým ramenom vo vyššie uvedenom obvode je ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohmov, R1 = 80 ohmov, Vs = 100
Nahraďte tieto hodnoty vo vyššie uvedenej rovnici
Vc = (120 / (80 + 120)) x 100
= 60 voltov
Ramenom druhej série vo vyššie uvedenom obvode je ADB
VD = R4 / (R3 + R4) X Vs
DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 voltov
Napätie v bodoch C a D je dané ako
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 voltov.
Hodnota odporu R4 je potrebná na vyváženie mosta Wheatstoneovho mosta a je uvedená ako:
R4 = R2 R3 / R1
120 x 480/80
720 ohmov.
Takže nakoniec môžeme dospieť k záveru, že Wheatstoneov most má dve svorky i / p a dva o / p, a to A & B, C & D. Keď je vyššie uvedený obvod vyvážený, napätie na svorkách o / p je nula voltov. Keď je Wheatstoneov most nevyvážený, napätie o / p môže byť buď kladné alebo záporné v závislosti od smeru nevyváženosti.
Aplikácia Wheatstoneovho mosta
Aplikácia Wheatstoneovho mosta je detektor svetla pomocou obvodu Wheatstoneovho mosta
Obvod detektora svetla Wheatstone Bridge
Vyvážené mostné obvody sa používajú v mnohých zariadeniach elektronické aplikácie na meranie zmien intenzity svetla, napätia alebo tlaku. Medzi rôzne typy odporových snímačov, ktoré sa dajú použiť v obvode Wheatstoneovho mosta, patria: potenciometre, LDR, tenzometre a termistory atď.
Aplikácie Wheatstoneovho mostíka sa používajú na snímanie elektrických a mechanických veličín. Jednoduchou aplikáciou Wheatstoneovho mostíka je ale meranie svetla pomocou fotorezistívneho zariadenia. V obvode Wheatstoneovho mosta sa na miesto jedného z rezistorov umiestni rezistor závislý od svetla.
LDR je pasívny odporový snímač, ktorý sa používa na prevod úrovní viditeľného svetla na zmenu odporu a neskôr na napätie. LDR možno použiť na meranie a monitorovanie úrovne intenzity svetla. LDR má odpor niekoľko Megha ohmov v tlmenom alebo tmavom svetle okolo 900Ω pri 100 Luxe intenzity svetla a dolu okolo 30ohmov za jasného svetla. Pripojením rezistora závislého od svetla do obvodu Wheatstoneovho mostíka môžeme merať a monitorovať zmeny úrovní svetla.
Toto je všetko o Wheatstoneovom moste a princípe Wheatstoneovho mosta, jeho práci s aplikáciou. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. Ďalej akékoľvek otázky alebo pochybnosti týkajúce sa tohto článku alebo projekty elektroniky , poskytnite nám spätnú väzbu prostredníctvom komentárov v sekcii komentárov nižšie.
Fotografické úvery:
- Wheatstoneov most okolo syn
- Usporiadanie obvodu Wheatstone Bridge podľa elektrický4u
- Detektor svetla Wheatstone Bridge od spoločnosti výukové programy pre elektroniku
