Terminit 'Wheatstone'i sild' nimetatakse ka vastupanusillaks, mis on leiutatud 'Charles Wheatstone' poolt. Seda sildahelat kasutatakse tundmatute takistuse väärtuste arvutamiseks ning mõõtevahendi, ampermeetrite, voltmeetrite jne reguleerimise vahendina. Kuid praegused digitaalsed millimeetrid pakuvad kõige lihtsamat võimalust takistuse arvutamiseks. Viimastel päevadel kasutatakse Wheatstone'i silda paljudes rakendustes, näiteks seda saab kasutada tänapäevaste op-ampritega erinevate andurite ja muundurite ühendamiseks võimendi ahel s. Sellel sildahelal on pingetoiteklemmi ja maandusklemmide vahel kaks lihtsat jada- ja paralleeltakistust. Kui sild on tasakaalus, tekitab maandusklemm kahe paralleelse haru vahel nullpingevahe. Wheatstone'i sild koosneb kahest i / p-st ja kahest o / p-terminalist, mis koosnevad neljast teemandi kujuga paigutatud takistist.

“kuidas testida digitaalse multimeetriga elektrolüütkondensaatorit ”

Wheatstone'i sild

Nisukivi sild ja selle töö

Elektritakistuse mõõtmiseks kasutatakse laialdaselt Wheatstone'i silda. See vooluring on ehitatud kahe teadaoleva takistiga , üks tundmatu takisti ja üks muutuv takisti, mis on ühendatud silla kujul. Muutuva takisti reguleerimisel muutub galvanomeetri vool nulliks, kahe kahe tundmatu takisti suhe on võrdne tundmatu takistuse väärtuse ja muutuva takistuse reguleeritud väärtuse suhtega. Wheatstone'i silla abil saab tundmatut elektritakistuse väärtust hõlpsasti mõõta.

Wheatstone'i silla ringkonnakorraldus

Allpool on näidatud Wheatstone'i silla vooluringi paigutus. See vooluahel on konstrueeritud nelja haruga, nimelt AB, BC, CD ja AD ning koosneb elektritakistusest P, Q, R ja S. Nende nelja takistuse hulgas on P ja Q tuntud fikseeritud elektritakistused. B1-terminalide vahel on S1-lüliti kaudu ühendatud galvanomeeter. Pingeallikas on ühendatud A & C-klemmidega lüliti S2 kaudu. Klemmide C ja D vahel on ühendatud muutuv takisti ‘S’. Klemmi D potentsiaal varieerub, kui muutuva takisti väärtus kohandub. Näiteks voolavad voolud I1 ja I2 läbi punktide ADC ja ABC. Kui varre CD takistuse väärtus varieerub, varieerub ka I2 vool.

Wheatstone'i silla ringkonnakorraldus

Kui me kipume muutuvat takistust reguleerima, võib üks olukord tagasi pöörduda, kui pinge langus läbi takisti S, st I2.S muutub võimekaks takisti Q, st I1.Q pingelanguks. Seega muutub punkti B potentsiaal võrdseks punkti D potentsiaaliga, mistõttu potentsiaalide vahe b / n on need kaks punkti null, seega on galvanomeetri kaudu vool null. Siis on läbipaine galvanomeetris null, kui S2 lüliti on suletud.

Wheatstone'i silla tuletis

Ülaltoodud vooluringist on voolud I1 ja I2

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

Nüüd on punkti B potentsiaal punkti C suhtes pingelang Q transistoril, siis võrrand on

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

Punkti D potentsiaal C suhtes on pinge langus läbi takisti S, siis võrrand on

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

Ülaltoodud võrrandist 1 ja 2 saame,

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

Siin ülaltoodud võrrandis on teada P / Q ja S väärtus, nii et R väärtust saab hõlpsasti määrata.

Wheatstone'i silla, nagu P ja Q, elektritakistused on valmistatud kindlas vahekorras, need on 1: 1 10: 1 (või) 100: 1, mida nimetatakse vahekaugusteks, ja reostaadi õla S muudetakse alati vahemikus 1-1 000 oomi või alates 1-10 000 oomi

Näide Wheatstone'i sillast

Järgmine vooluahel on tasakaalustamata Wheatstone'i sild, arvutage o / p pinge C- ja D-punktides ning silla ahela tasakaalustamiseks on vajalik takisti R4 väärtus.

Näide Wheatstone'i sillast

Ülaltoodud vooluringi esimene seeriavarras on ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 oomi, R1 = 80 oomi, Vs = 100
Asendage need väärtused ülaltoodud võrrandis
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volti
Ülaltoodud vooluringi teine seeria haru on ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 volti
Punktide C ja D läbiv pinge esitatakse järgmiselt
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volti.
Wheatstone'i silla tasakaalustamiseks on vajalik R4 takisti väärtus:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 oomi.

Lõpuks võime järeldada, et Wheatstone'i sillal on kaks i / p ja kaks o / p klemmi, nimelt A & B, C ja D. Kui ülaltoodud vooluahel on tasakaalus, on o / p klemmide pinge null volti. Kui Wheatstone'i sild on tasakaalustamata, võib o / p pinge olla kas + ve või –ve, sõltuvalt tasakaalustamatuse suunast.

Wheatstone'i silla kasutamine

Wheatstone'i silla rakendus on valguse detektor, kasutades Wheatstone'i silla ahelat

Wheatstone'i silla valgusdetektori ahel

Tasakaalustatud sildahelasid kasutatakse paljudes elektroonilised rakendused valguse, koormuse või rõhu muutuste mõõtmiseks. Eri tüüpi takistusandurid, mida saab kasutada Wheatstone'i sildahelas, hõlmavad: potentsiomeetreid, LDR-i, deformatsioonimõõtureid ja termistoreid jne

Elektriliste ja mehaaniliste suuruste tajumiseks kasutatakse nisukivisilla rakendusi. Kuid lihtne Wheatstone'i silla rakendus on valguse mõõtmine fotoresistentsete seadmete abil. Wheatstone'i sillaahelas on ühe takisti asemele pandud valgusest sõltuv takisti.

LDR on passiivne takistusandur, mida kasutatakse nähtava valguse taseme teisendamiseks takistuse muutuseks ja hiljem pingeks. LDR-i saab kasutada valguse intensiivsuse taseme mõõtmiseks ja jälgimiseks. LDR-l on mitu Megha-oomi takistus hämaras või pimedas valguses umbes 900Ω valgustugevusega 100 Lux ja eredas valguses kuni umbes 30ohm. Ühendades valgust sõltuva takisti Wheatstone'i sillaahelas, saame mõõta ja jälgida valguse taseme muutusi.

See kõik on seotud Wheatstone'i silla ja Wheatstone'i silla põhimõttega, selle töötamisega rakendusega. Loodame, et olete sellest kontseptsioonist paremini aru saanud. Lisaks sellele võivad kõik artikliga seotud küsimused või kahtlused elektroonika projektid , andke palun tagasisidet, kommenteerides allolevas kommentaaride osas.