Kas yra Vitstono tiltas?

Wheatstone tiltas yra elektros grandinės tipas, žinomas kaip tilto grandinė ir naudojamas grandinės elemento varžai nustatyti. Tai gali būti naudojama įvairių komponentų, pvz., rezistorių, vielos dalių ir bet kurio kito elektros laidininko, atsparumui išbandyti. Tipiškoje Wheatstone tipo tilto grandinėje naudojami keturi rezistoriai, padalinti į dvi kojeles. Subalansavus vieną grandinės atkarpą su fiksuota žinoma varža prieš tą, kurios rezistorius yra nežinomas, galima apskaičiuoti bandomojo komponento varžą.

Kaip ir daugelis išradimų ir metodų, šio tipo bandymų grandinė pavadinta ne pirmą kartą ją išradusio asmens vardu, o asmeniui, kuris ją sukūrė ir ištobulino. Pirmą kartą jį XIX amžiaus pradžioje sukūrė vyras, vardu Samuelis Christie, tačiau jį išpopuliarino seras Charlesas Wheatstone’as, kurio vardu jis dabar žinomas. Vitstono tilto grandinės veikimo principai ir metodai, kuriems ji naudojama, iš esmės nepasikeitė nuo jos išradimo, nors buvo sukurta daug patobulinimų ir variantų.

Paprasčiausia Wheatstone tiltas susideda iš elektros grandinės su dviem kojomis, nuolatinės įtampos elektros įvesties šaltinio, keturių rezistorių, įskaitant du su fiksuota, žinoma varža, vienas su kintamąja varža, kurią galima stebėti. pakeitimus, o rezistorius turi būti išbandytas. Taip pat reikalingas įtampos matuoklis. Ši pagrindinė konfigūracija leidžia išbandyti bet kokią laidžią medžiagą, kad būtų galima nustatyti jos atsparumą labai dideliu tikslumu.

Grandinė skirta padalyti gaunamą srovę į dvi kojas, kurios yra sujungtos. Kiekviena kojelė turi du rezistoriaus elementus. Vienas kiekvienos kojos rezistorius turi fiksuotą žinomą varžą. Vienoje kojoje šis rezistorius yra suporuotas su kintamu rezistoriumi ir turi būti priemonė stebėti varžą, kai ji keičiasi. Kitoje kojoje žinomos varžos rezistorius yra suporuotas su bandomu komponentu. Kai įvedama srovė, kintamasis rezistorius valdomas tol, kol įtampos matuoklis užfiksuoja nulinį srovės srautą, o tai reiškia, kad kiekvienos kojos varžos yra visiškai vienodos.

Patikrinus kintamo rezistoriaus varžos nuostatą, tuomet galima nesunkiai apskaičiuoti bandomojo komponento varžą. Galima pastatyti Wheatstone tiltą naudojant tris rezistorius su fiksuota varža, jei žinomos visos vertės. Skaičiavimai, susiję su bandomojo komponento atsparumo nustatymu, yra sudėtingesni, kai naudojamas šio tipo Vitstono tiltas, tačiau pagrindiniai principai yra tie patys.