Cầu wheatstone là gì

Cầu Wheatstone thuở đầu được Charles Wheatstone phát triển nhằm đo các quý hiếm điện trlàm việc chưa biết và hiệu chuẩn những điều khoản đo, vôn kế, ampe kế, ... bằng phương pháp thực hiện một dây trượt năng lượng điện trlàm việc lâu năm.

Bạn đang xem: Cầu wheatstone là gì

 

Mặc cho dù hiện giờ bí quyết đơn giản độc nhất nhằm đo năng lượng điện trlàm việc là thực hiện đồng hồ vạn năng kỹ thuật số. Cầu Wheatstone vẫn hoàn toàn có thể được thực hiện để đo những quý giá năng lượng điện trlàm việc hết sức tốt trong phạm vi mili ohm.

 

Mạch cầu Wheatstone xuất xắc cầu điện trngơi nghỉ hoàn toàn có thể được thực hiện trong một số ứng dụng. Chúng ta có thể áp dụng mạch cầu Wheatstone để tiếp xúc các bộ đổi khác và cảm ứng khác biệt cùng với các bộ khuếch tán thuật toán Opamps.

 

Mạch cầu Wheatstone là gì

 

Mạch cầu Wheatstone là nhị thu xếp điện trsinh sống tuy nhiên tuy nhiên thông suốt được liên kết giữa đầu nối nguồn hỗ trợ năng lượng điện áp với đất tạo nên hiệu năng lượng điện cố bằng không thân hai nhánh tuy vậy tuy vậy Khi cân đối. Mạch cầu Wheatstone bao gồm nhị chân nguồn vào với nhị chân Áp sạc ra bao hàm tư điện trsinh hoạt được cấu hình theo phong cách thu xếp hình klặng cưng cửng nlỗi dưới. 

*

khi cân bằng, cầu Wheatstone hoàn toàn có thể được phân tích dễ dàng thành hai chuỗi nối liền tuy nhiên song. Mỗi năng lượng điện trlàm việc vào chuỗi nối tiếp tạo thành IR rơi, tuyệt năng lượng điện rơi bên trên thiết yếu nó bởi hệ trái của chiếc điện chạy qua theo định qui định Ohm. Hãy chu đáo mạch thông suốt tiếp sau đây.

*

khi nhì năng lượng điện trsinh sống mắc nối liền, dòng điện (i) như thể nhau chạy qua cả nhì điện trở. Do kia độ mạnh chiếc điện chạy qua nhị năng lượng điện trsống mắc thông liền là: V / RT.

 

I = V ÷ R = 12V ÷ (10Ω + 20Ω) = 0,4A

 

Điện áp tại điểm C, cũng chính là năng lượng điện áp rơi bên trên điện trở bên dưới, R2 được xem nlỗi sau:

 

VR2 = I × R2 = 0,4A × 20Ω = 8 vôn

 

Khi đó, chúng ta có thể thấy rằng nguồn tích điện Vs được phân chia mang lại nhì năng lượng điện trsinh hoạt nối liền Xác Suất thuận cùng với điện trở của bọn chúng là VR1 = 4V với VR2 = 8V. Đây là bề ngoài phân loại điện áp, tạo nên mạch phân áp giỏi mạng phân áp.

 

Bây giờ trường hợp chúng ta thêm một mạch điện trsống nối tiếp không giống sử dụng cùng các giá trị năng lượng điện trlàm việc tuy nhiên tuy vậy cùng với mạch trước tiên, chúng ta sẽ có được mạch sau.

*

Lúc mạch nối liền thiết bị nhì tất cả cùng các quý hiếm năng lượng điện trngơi nghỉ của mạch trước tiên, điện áp tại điểm D, cũng chính là năng lượng điện áp rơi trên năng lượng điện trsống R4 cũng trở nên là 8V, so với 0 (rất âm của pin), bởi vì năng lượng điện áp là bình thường với nhì mạng năng lượng điện trngơi nghỉ kiểu như nhau.

Xem thêm: Đọc Truyện Học Sinh - Học Sinh Chuyển Trường

 

Nhưng một điều không giống không thua kém phần đặc biệt quan trọng là hiệu điện cầm thân điểm C và điểm D sẽ bằng 0V vì chưng cả hai điểm đa số ngơi nghỉ thuộc giá trị 8V bởi: C = D = 8V, thì hiệu năng lượng điện gắng là: 0V

 

lúc điều đó xảy ra, cả phía hai bên của mạng cầu tuy nhiên tuy vậy là cân bằng vì chưng điện áp tại điểm C có cùng cực hiếm cùng với điện áp tại điểm D với hiệu của chúng bằng không.

 

Bây giờ đồng hồ bọn họ hãy chăm chú điều gì đang xẩy ra nếu họ đảo ngược địa điểm của nhị điện trnghỉ ngơi, R3 và R4 vào nhánh tuy vậy tuy vậy máy hai so với R1 và R2.

 


*

Với điện trsinh sống R3 với R4 đổi chiều, cùng một chiếc điện chạy qua tổng hợp thông liền cùng điện áp trên điểm D, cũng chính là điện áp rơi trên năng lượng điện trsinh sống R4 sẽ là:

 

VR4 = 0,4A × 10Ω = 4V

 

Bây giờ đồng hồ với VR4 là 4V thì hiệu điện nắm thân điểm C với D đang là 4V vày vì: C = 8V với D = 4V. khi kia sự khác biệt lần này là: 8 - 4 = 4V

 

Kết trái của việc hân oán đổi nhị năng lượng điện trsống là cả hai mặt hoặc “nhánh” của mạng tuy vậy song không giống nhau bởi chúng tạo nên những năng lượng điện áp rơi khác biệt. Lúc vấn đề đó xẩy ra, mạng tuy vậy song không cân đối do năng lượng điện áp trên điểm C có giá trị không giống với năng lượng điện áp trên điểm D.

 

Chúng ta có thể thấy rằng xác suất điện trlàm việc của nhị nhánh tuy vậy tuy nhiên Ngân Hàng Á Châu ACB cùng ADB dẫn tới việc chênh lệch điện áp là 0 vôn (cân bằng) cùng năng lượng điện áp hỗ trợ về tối nhiều (không cân nặng bằng), và đó là nguyên lý cơ bạn dạng của mạch cầu Wheatstone.

 

Vì vậy mạch cầu Wheatstone hoàn toàn có thể được sử dụng để đối chiếu một điện trngơi nghỉ chưa chắc chắn RX cùng với các điện trlàm việc không giống có mức giá trị sẽ biết, ví dụ, R1 cùng R2, có giá trị cố định cùng R3 có thể thay đổi. Nếu chúng ta kết nối một vôn kế, ampe kế hoặc điện kế thường thì giữa điểm C với D, cùng kế tiếp chuyển đổi điện trsinh hoạt R3 cho tới Lúc đồng hồ thời trang chỉ số 0, Tức là hai nhánh cân đối với quý hiếm của RX, (sửa chữa R4) như hình dưới.

*

Bằng cách thay thế sửa chữa R4 nghỉ ngơi trên bởi một năng lượng điện trngơi nghỉ có mức giá trị đã biết hoặc chưa biết vào nhánh cảm ứng của cầu Wheatstone khớp ứng cùng với RX với điều chỉnh năng lượng điện trnghỉ ngơi đối nghịch R3 để cân đối mạng cầu, đã dẫn đến đầu ra output năng lượng điện áp bởi ko. Chúng ta có thể thấy thăng bằng xẩy ra khi:

*

Pmùi hương trình cầu Wheatstone giúp tính quý giá của năng lượng điện trsống không biết,RX tại điểm cân nặng bằng:

*

Trong số đó năng lượng điện trnghỉ ngơi, R1 cùng R2 là những quý giá vẫn biết hoặc giá trị đặt trước.

 

lấy một ví dụ về cầu Wheatstone

 

Cầu Wheatstone ko thăng bằng tiếp sau đây được thiết kế. Tính hiệu năng lượng điện núm ra qua nhị điểm C, D với giá trị của điện trsống R4 yêu cầu nhằm mạch cầu thăng bằng.

*

Đối cùng với nhánh thông suốt trước tiên ACB

*

Đối cùng với nhánh vật dụng nhị ADB

*

Điện áp trên những điểm C-D là:

*

Giá trị của điện trở R4 quan trọng nhằm cân đối cầu là:

*

Chúng ta đang thấy ngơi nghỉ bên trên rằng cầu Wheatstone bao gồm nhì chân đầu vào (A-B) cùng nhì chân áp ra output (C-D). Lúc cầu được cân bằng, năng lượng điện áp bên trên những chân cổng output là 0 vôn. Tuy nhiên, Khi cầu ko cân đối, năng lượng điện áp Áp sạc ra hoàn toàn có thể là dương hoặc âm tùy nằm trong vào phía ko cân bằng.