A „Wheatstone-híd” kifejezést Resistance Bridge-nek is nevezik, vagyis a „Charles Wheatstone” találta fel. Ezt a híd áramkört használják az ismeretlen ellenállási értékek kiszámítására és a mérőeszköz, az ampermérők, a voltmérők stb. Szabályozásának eszközeként. De a jelenlegi digitális milliméterek kínálják a legegyszerűbb módszert az ellenállás kiszámítására. Az elmúlt napokban a Wheatstone hidat számos alkalmazásban használják, például a modern op erősítőkkel különböző érzékelők és átalakítók összekapcsolására erősítő áramkör s. Ez a hídáramkör két egyszerű soros és párhuzamos ellenállással van felépítve a feszültségellátó és a földelő kapcsok között. Ha a híd kiegyensúlyozott, akkor a földi terminál nulla feszültségkülönbséget eredményez a két párhuzamos ág között. A Wheatstone híd két i / p és két o / p terminálból áll, amelyek négy ellenállást tartalmaznak, gyémánt alakban.

“az ideális op erősítő tulajdonságai ”

Wheatstone híd

A Wheatstone híd és működése

A Wheatstone-hidat széles körben használják az elektromos ellenállás mérésére. Ez az áramkör az két ismert ellenállással épült , egy ismeretlen és egy változó ellenállás híd formájában van összekötve. Ha a változó ellenállást beállítjuk, akkor a galvanométerben az áram nulla lesz, két két ismeretlen ellenállás aránya megegyezik az ismeretlen ellenállás és a változó ellenállás beállított értékének arányával. A Wheatstone Bridge használatával az ismeretlen elektromos ellenállási érték könnyen mérhető.

Wheatstone híd áramköri elrendezése

Az alábbiakban a Wheatstone híd áramköri elrendezését mutatjuk be. Ezt az áramkört négy karral tervezték, nevezetesen AB, BC, CD és AD, és P, Q, R és S elektromos ellenállásból áll. E négy ellenállás közül P és Q ismert, rögzített elektromos ellenállások. Galvanométert csatlakoztatnak a B & D kapcsok közé egy S1 kapcsolón keresztül. A feszültségforrást az S2 kapcsolón keresztül csatlakoztatjuk az A & C csatlakozókhoz. A C és D kivezetések között változó ‘S’ ellenállás van csatlakoztatva. A D kapocs potenciálja változik, ha a változó ellenállás értéke beáll. Például az I1 és I2 áramok átfolynak az ADC és az ABC pontokon. Amikor a CD kar ellenállási értéke változik, akkor az I2 áram is változni fog.

Wheatstone híd áramköri elrendezése

Ha hajlamosak vagyunk beállítani a változó ellenállást, akkor az egyik állapot egyszer visszatérhet, amikor az S ellenálláson, vagyis az I2.S feszültségesés kifejezetten képes lesz a Q ellenálláson, vagyis az I1.Q az ellenállás feszültségesésére. Így a B pont potenciálja megegyezik a D pont potenciáljával, így a b / n potenciálkülönbség nulla, így a galvanométeren keresztüli áram nulla. Ekkor az alakváltozás a galvanométerben nulla, ha az S2 kapcsoló zárva van.

Wheatstone híd levezetése

A fenti áramkörből az I1 és I2 áramok vannak

I1 = V / P + Q és I2 = V / R + S

Most a B pont potenciálja a C ponthoz képest a Q tranzisztor feszültségesése, akkor az egyenlet

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

A D pont potenciálja a C-hez képest az S ellenállás feszültségesése, akkor az egyenlet

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

A fenti 1. és 2. egyenletből kapjuk,

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

Itt a fenti egyenletben a P / Q és S értéke ismert, így az R érték könnyen meghatározható.

A Wheatstone híd, például a P és Q elektromos ellenállása határozott arányú, 1: 1 10: 1 (vagy) 100: 1 arányú karokként ismert, és az S reosztátkar mindig 1-1 000 ohm közötti értéket változtat, vagy 1-10 000 ohmtól

Példa a Wheatstone hídra

A következő áramkör egy kiegyensúlyozatlan Wheatstone híd, számítsa ki a C és D pontok közötti o / p feszültséget, és az R4 ellenállás értéke szükséges a híd áramkör kiegyensúlyozásához.

Példa a Wheatstone hídra

“mi az a fém -oxid varisztor ”

A fenti áramkör első sorozat karja az ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohm, R1 = 80 ohm, Vs = 100
Helyettesítse ezeket az értékeket a fenti egyenletben
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volt
A fenti áramkör második sorozatú karja az ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 volt
A C és D pontok közötti feszültséget ekként adjuk meg
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volt.
Az R4 ellenállás értéke szükséges a Wheatstone-híd kiegyensúlyozásához:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohm.

Végül arra a következtetésre juthatunk, hogy a Wheatstone-hídnak két i / p és két o / p terminálja van, nevezetesen A & B, C & D. Ha a fenti áramkör kiegyensúlyozott, az o / p terminálokon átmenő feszültség nulla volt. Ha a Wheatstone híd kiegyensúlyozatlan, az o / p feszültség a kiegyensúlyozatlanság irányától függően + ve vagy –ve lehet.

A Wheatstone híd alkalmazása

A Wheatstone híd alkalmazása fénydetektor a Wheatstone híd áramkörét használva

Wheatstone-híd fényérzékelő áramköre

A kiegyensúlyozott híd áramköröket sok esetben használják elektronikus alkalmazások a fény, a megterhelés vagy a nyomás változásának mérésére. A Wheatstone híd áramkörében használható különféle rezisztív érzékelők a következők: potenciométerek, LDR-ek, feszültségmérők és termisztorok stb.

A Wheatstone hídalkalmazásokat elektromos és mechanikai mennyiségek érzékelésére használják. De az egyszerű Wheatstone híd alkalmazás fénymérés fotorezisztáló eszközzel. A Wheatstone híd áramkörében fényfüggő ellenállást helyeznek el az egyik ellenállás helyén.

Az LDR egy passzív rezisztív érzékelő, amelyet arra használnak, hogy a látható fényszinteket átalakítsa az ellenállás változásává és később feszültséggé. Az LDR használható a fényintenzitás mérésére és monitorozására. Az LDR-nek több megha ohmos ellenállása van gyenge vagy sötét fényben 900Ω körül, 100 Lux fényintenzitással, és erős fényben 30ohm körül. A fényfüggő ellenállás bekötésével a Wheatstone híd áramkörébe mérhetjük és figyelemmel kísérhetjük a fényszint változását.

Mindez a Wheatstone-hídról és a Wheatstone-híd elvéről szól, annak működéséről az alkalmazással. Reméljük, hogy jobban megértette ezt a koncepciót. Továbbá a cikkel kapcsolatos bármilyen kérdés vagy kétség elektronikai projektek , kérjük, adja meg visszajelzését az alábbi megjegyzés részben kommentálva.

Fotók: