Мостик Уитстона- это электрическая схема, созданная для нахождения сопротивления элемента. Эта схема достаточно проста, но важность её сложно переоценить. Схема состоит из нескольких элементов: парочка резисторов, реостат и вольтметр. Так же интерес представляют возможности использования помимо измерения сопротивления. Суть работы этого прибора состоит в том, что при уравнивании сопротивления, разности потенциалов нет(напряжения). Вольтметр ставился в разрыв между сопротивлениями, и при прохождении тока он показывает то или иное значение. Вместо сопротивления можно поставить прибор с изменчивым сопротивлением. Например: фоторезистор, тепловой датчик или датчик света.
Это простейший вариант схемы. R1 и R3 являются постоянным сопротивлением и равны (для простоты вычисления), а R2- реостат. Этот прибор позволяет изменять сопротивление, не меняя элементов цепи. Он является чуть ли не ключевым элементом схемы. Rx- элемент, чьё сопротивление необходимо найти. Но для того чтобы человек смог получить необходимую информацию, в схему «воткнут» гальванометр. Гальванометр – прибор который выполняет функции вольтметра, но в отличии от него имеет крайне малое внутреннее сопротивление. Мостик Уитстона - это активный прибор, то есть имеет свой источник питания, без которого он работать не будет. Устройство разобрали, а теперь приступим к измерениям.
Как пользоваться:
1. Подключить нужный элемент в нужное место (вместо Rx)
2. Включаем питание
3. Двигаем бегунок на реостате и добиваемся 0 на табло гальванометра(вольтметра)
4. Вычисляем неизвестное сопротивление
Важный момент!!! Необходимо знать значения реостата иначе не будет хватать значений для вычислений.
Так как же найти сопротивление? Воспользуемся формулой R2/R1= Rх/R3. Из неё следует, что Rх=(R2*R3)/R1. Но это работает только при напряжении равном 0. В формулу подставляем известные нам значения и получаем искомый результат, но есть одно большое но. И это но заключается в реостате. Существуют различные вариации, но загвоздка остаётся одна: равновесие выставляется «на глаз» (если идти по пути простоты конструкции). Из-за этого о большой точности измерений можно не мечтать. Но это не важно при малых значениях токов и сопротивлений.
Плюсы таких и подобных конструкций:
Помимо неоспоримого преимущества в отношении простота/функциональность , существует ещё парочка плюсов. Одним из них является универсальность. Такая схема может использоваться в различных приборах с возможностью решения таких задач как измерение влажности воздуха, измерение освещённости и т.п. Такую конструкцию можно использовать везде где есть датчики, которые изменяют своё сопротивление.