"Ang Puso ng agham ay pagsukat", at para sa pagsukat ang mga circuit ng tulay ay ginagamit upang makahanap ng lahat ng uri ng parameter ng elektrikal at electronics. Pinag-aralan namin ang tungkol sa maraming mga tulay sa Pagsukat at Instrumentasyon ng Elektrikal at Elektronikong. Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang iba't ibang mga tulay sa kanilang paggamit:
| S.Hindi. | Pangalan ng Tulay | Ang Parameter ang matutukoy |
| 1. | Wheatstone | sukatin ang isang hindi kilalang paglaban |
| 2. | Si Anderson | sukatin ang self-inductance ng coil |
| 3. | De-sauty | pagsukat ng napakaliit na halaga ng Capacitance |
| 4. | Maxwell | sukatin ang isang hindi kilalang inductance |
| 5. | Kelvin | ginamit upang sukatin ang hindi kilalang mga de-koryenteng resistor sa ibaba 1 ohm. |
| 6. | Wein | pagsukat ng kapasidad sa mga tuntunin ng paglaban at dalas |
| 7. | Hay | pagsukat ng hindi kilalang inductor na may mataas na halaga |
Dito, pag-uusapan natin ang tungkol sa tulay ng Wheatstone na ginamit para sa pagsukat ng hindi kilalang paglaban. Ang digital multimeter na ngayon ay tumutulong sa pagsukat ng paglaban sa isang simpleng pamamaraan. Ngunit ang bentahe ng tulay ng Wheatstone dito ay upang ibigay ang pagsukat ng napakababang halaga ng paglaban sa saklaw ng milli-ohms.
Tulay ng Wheatstone
Inimbento ni Samuel Hunter Christie ang tulay ng Wheatstone noong 1833 at ang tulay na ito ay napabuti at pinasikat ni Sir Charles Wheatstone noong 1843. Ang tulay ng Wheatstone ay ang pagkakaugnay ng apat na paglaban na bumubuo ng isang tulay. Ang apat na paglaban sa circuit ay tinukoy bilang mga braso ng tulay. Ginagamit ang tulay para sa paghahanap ng halaga ng isang hindi kilalang pagtutol na konektado sa dalawang kilalang risistor, isang variable na risistor at isang galvanometer. Upang mahanap ang halaga ng hindi kilalang paglaban ang pagpapalihis sa galvanometer na ginawa sa zero sa pamamagitan ng pagsasaayos ng variable risistor. Ang puntong ito ay kilala bilang punto ng balanse ng tulay ng Wheatstone.
Paggaling
Tulad ng nakikita natin sa pigura, ang R1 at R2 ay kilalang resistor. Ang R3 ay variable risistor at ang Rx ay hindi kilalang paglaban. Ang tulay ay konektado sa pinagmulan ng DC (baterya).
Ngayon kung ang Bridge ay nasa balanseng kondisyon pagkatapos ay dapat na walang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng galvanometer at ang parehong kasalukuyang I1 ay dumadaloy nang lubusan R1 at R2. Parehong pupunta para sa R3 at Rx, nangangahulugang kasalukuyang daloy (I2) masusing R3 at Rx ay mananatiling pareho. Kaya sa ibaba ay ang mga kalkulasyon upang malaman ang hindi kilalang halaga ng paglaban kapag ang tulay ay nasa Balanseng kondisyon (walang kasalukuyang daloy sa pagitan ng point C at D).
V = IR (ayon sa batas ni ohm) VR1 = I1 * R1… equation (1) VR2 = I1 * R2… equation (2) VR3 = I2 * R3… equation (3) VRx = I2 * Rx… equation (4)
Ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng R1 at R3 ay pareho at ang pagbagsak ng boltahe sa R2 at R4 ay pareho din sa balanseng kondisyon ng tulay.
I1 * R1 = I2 * R3… equation (5) I1 * R2 = I2 * Rx… equation (6)
Sa paghahati ng equation (5) at equation (6)
R1 / R2 = R3 / Rx Rx = (R2 * R3) / R1
Kaya, mula dito nakukuha natin ang halaga ng Rx na kung saan ay ang hindi natin kilalang paglaban at samakatuwid ito ay kung paano nakakatulong ang tulay ng Wheatstone sa pagsukat ng isang hindi kilalang pagtutol.
Pagpapatakbo
Sa praktikal, ang variable na paglaban ay nababagay hanggang sa ang halaga ng kasalukuyang sa pamamagitan ng galvanometer ay nagiging zero. Sa puntong iyon, ang tulay ay tinawag bilang balanseng tulay ng Wheatstone. Ang pagkuha ng kasalukuyang nol sa pamamagitan ng galvanometer ay nagbibigay ng mataas na kawastuhan, dahil ang isang menor de edad na pagbabago sa variable na paglaban ay maaaring makagambala sa kondisyon ng balanse.
Tulad ng ipinakita sa pigura, mayroong apat na paglaban sa tulay R1, R2, R3 at Rx. Kung saan ang R1 at R2 ay hindi kilalang risistor, ang R3 ay ang variable na paglaban at ang Rx ay hindi kilalang paglaban. Kung ang ratio ng mga kilalang resistors ay katumbas ng ratio ng nababagay na variable na paglaban at hindi kilalang paglaban, sa kondisyong iyon walang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng galvanometer.
Sa balanseng kondisyon,
R1 / R2 = R3 / Rx
Ngayon, sa puntong ito nagkakaroon kami ng halaga ng R1 , R2 at R3 kaya madaling hanapin ang halaga ng Rx mula sa nabanggit na formula.
Mula sa kondisyon sa itaas, Rx = R2 * R3 / R1
Samakatuwid, ang halaga ng hindi kilalang pagtutol ay kinakalkula sa pamamagitan ng pormulang ito, na ibinigay na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng Galvanometer ay Zero.
Kaya kailangan nating ayusin ang potensyomiter hanggang sa puntong kapag ang boltahe sa C at D ay magiging pantay, sa kundisyong kasalukuyang sa pamamagitan ng point C at D ay magiging zero at ang pagbabasa ng Galvanometer ay magiging Zero, sa partikular na posisyon na iyon ang Wheatstone Bridge ay tatawagin Balanseng kalagayan. Ang kumpletong operasyon na ito ay ipinaliwanag sa Naibigay na Video sa ibaba:
Halimbawa
Gumawa tayo ng isang halimbawa para sa pag-unawa sa konsepto ng tulay ng Wheatstone, habang kumukuha kami ng isang hindi balanseng tulay upang makalkula ang naaangkop na halaga para sa Rx (hindi kilalang paglaban) upang balansehin ang tulay. Tulad ng alam natin kung ang pagkakaiba ng boltahe ay bumaba sa point C at D ay zero kung gayon ang tulay ay nasa kondisyon ng balanse.
Ayon sa circuit diagram, Para sa unang braso ng ADB, Vc = {R2 / (R1 + R2)} * Vs
Sa paglalagay ng mga halaga sa pormula sa itaas, Vc = {80 / (40 + 80)} * 12 = 8 volts
Para sa ikalawang braso ACB, Vd = {R4 / (R3 + R4)} * Vs Vd = {120 / (360+ 120)} * 12 = 3 volts
Kaya, ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng point C at D ay:
Vout = Vc - Vd = 8 - 3 = 5 volts
Kung ang pagkakaiba ng pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng C at D ay positibo o negatibo (positibo o negatibong ipinapakita ang direksyon ng kawalan ng timbang), ipinapakita nito na ang balanse ay hindi balanse at para sa paggawa nito na balanse kailangan namin ng ibang halaga ng paglaban bilang kapalit ng R4.
Ang halaga ng risistor na R4 na kinakailangan para balansehin ang circuit ay:
R4 = (R2 * R3) / R1 (kondisyon ng balanse na tulay) R4 = 80 * 360/40 R4 = 720 ohm
Samakatuwid, ang halaga ng R4 na kinakailangan upang balansehin ang tulay ay 720 Ω, dahil kung balanse ang tulay ang pagkakaiba ng drop ng boltahe sa kabuuan ng C at D ay zero at kung maaari mong gamitin ang isang risistor ng 720 Ω ang pagkakaiba-iba ng boltahe ay magiging zero.
Mga Aplikasyon
- Pangunahing ginagamit sa pagsukat ng napakababang halaga ng hindi kilalang paglaban na mayroong saklaw ng milli-ohms.
- Kung gumagamit ng isang varistor na may tulay ng Wheatstone maaari din naming makilala ang halaga ng ilang mga parameter tulad ng capacitance, inductance at impedance.
- Sa pamamagitan ng paggamit ng tulay ng Wheatstone na may pagpapatakbo na amplifier makakatulong ito sa pagsukat ng iba't ibang mga parameter tulad ng temperatura, pilay, ilaw atbp.