Istilah 'Wheatstone Bridge' juga disebut sebagai Jambatan Penentangan, yang diciptakan oleh 'Charles Wheatstone'. Litar jambatan ini digunakan untuk mengira nilai rintangan yang tidak diketahui dan sebagai kaedah mengatur alat ukur, ammeters, voltmeters, dll. Tetapi, milimeter digital sekarang ini menawarkan cara termudah untuk mengira rintangan. Beberapa hari kebelakangan ini, jambatan Wheatstone digunakan dalam banyak aplikasi seperti yang dapat digunakan dengan op-amp moden untuk menghubungkan pelbagai sensor dan transduser ke litar penguat s. Litar jambatan ini dibina dengan dua resistansi bersiri dan selari sederhana di antara terminal bekalan voltan dan terminal tanah Apabila jambatan seimbang, maka terminal tanah menghasilkan perbezaan voltan sifar antara dua cabang selari. Jambatan Wheatstone terdiri daripada dua terminal i / p dan dua terminal o / p merangkumi empat perintang yang disusun dalam bentuk berlian.
Jambatan Batu Gandum
Jambatan Wheatstone dan Kerjanya
Jambatan Wheatstone digunakan secara meluas untuk mengukur rintangan elektrik. Litar ini adalah dibina dengan dua perintang yang diketahui , satu perintang yang tidak diketahui dan satu perintang ubah yang disambungkan dalam bentuk jambatan. Apabila perintang pemboleh ubah diselaraskan, maka arus di galvanometer menjadi sifar, nisbah dua dua perintang yang tidak diketahui sama dengan nisbah nilai rintangan yang tidak diketahui dan nilai laras rintangan berubah. Dengan menggunakan Jambatan Wheatstone, nilai rintangan elektrik yang tidak diketahui dapat diukur dengan mudah.
Susunan Litar Jambatan Wheatstone
Susunan litar jambatan Wheatstone ditunjukkan di bawah. Litar ini direka dengan empat lengan, iaitu AB, BC, CD & AD dan terdiri daripada rintangan elektrik P, Q, R dan S. Di antara empat rintangan ini, P dan Q adalah ketahanan elektrik tetap yang diketahui. Galvanometer dihubungkan antara terminal B & D melalui suis S1. Sumber voltan disambungkan ke terminal A & C melalui suis S2. Perintang pemboleh ubah ‘S’ dihubungkan antara terminal C & D. Potensi di terminal D berbeza apabila nilai perintang pemboleh ubah disesuaikan. Contohnya, arus I1 dan I2 mengalir melalui titik ADC dan ABC. Apabila nilai rintangan lengan CD berbeza, arus I2 juga akan berbeza.
Susunan Litar Jambatan Wheatstone
Sekiranya kita cenderung untuk menyesuaikan rintangan berubah, satu keadaan boleh kembali sekali apabila penurunan voltan merintangi perintang S iaitu I2.S menjadi mampu secara khusus untuk penurunan voltan merintangi perintang Q iaitu I1.Q. Oleh itu, potensi titik B menjadi sama dengan potensi titik D maka perbezaan potensi b / n kedua titik ini adalah sifar maka arus melalui galvanometer adalah sifar. Maka pesongan di galvanometer adalah sifar apabila suis S2 ditutup.
Derivasi Jambatan Wheatstone
Dari litar di atas, arus I1 dan I2 adalah
I1 = V / P + Q dan I2 = V / R + S
Sekarang potensi titik B berkenaan dengan titik C adalah penurunan voltan di transistor Q, maka persamaannya adalah
I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)
Potensi titik D berkenaan dengan C adalah penurunan voltan di perintang S, maka persamaannya adalah
I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)
Dari persamaan 1 dan 2 di atas kita dapat,
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
Di sini dalam persamaan di atas, nilai P / Q dan S diketahui, jadi nilai R dapat ditentukan dengan mudah.
Rintangan elektrik jambatan Wheatstone seperti P dan Q terbuat dari nisbah pasti, ia adalah 1: 1 10: 1 (atau) 100: 1 yang dikenali sebagai lengan nisbah dan lengan rheostat S dibuat selalu berubah dari 1-1,000 ohm atau dari 1-10,000 ohm
Contoh Jambatan Wheatstone
Litar berikut adalah jambatan Wheatstone yang tidak seimbang, hitung voltan o / p merentasi titik C dan D dan nilai perintang R4 diperlukan untuk mengimbangkan litar jambatan.
Contoh Jambatan Wheatstone
Lengan siri pertama dalam litar di atas ialah ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120ohms, R1 = 80 ohm, Vs = 100
Gantikan nilai-nilai ini dalam persamaan di atas
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volt
Lengan siri kedua dalam litar di atas adalah ADB
VD = R4 / (R3 + R4) X Vs
DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 Volt
Voltan merentasi titik C & D diberikan sebagai
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volt.
Nilai perintang R4 diperlukan untuk mengimbangkan jambatan Wheatstone diberikan sebagai:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohm.
Oleh itu, akhirnya kita dapat menyimpulkan bahawa, jambatan Wheatstone mempunyai dua terminal i / p & dua o / p iaitu A & B, C & D. Apabila litar di atas seimbang, voltan merentasi terminal o / p adalah sifar volt. Apabila jambatan Wheatstone tidak seimbang, voltan o / p mungkin sama ada + ve atau –ve bergantung pada arah ketidakseimbangan.
Aplikasi Jambatan Wheatstone
Aplikasi jambatan Wheatstone adalah pengesan cahaya menggunakan rangkaian jambatan Wheatstone
Litar Pengesan Cahaya Jambatan Wheatstone
Litar jambatan yang seimbang digunakan di banyak aplikasi elektronik untuk mengukur perubahan intensiti cahaya, regangan atau tekanan. Pelbagai jenis sensor resistif yang boleh digunakan dalam rangkaian jambatan Wheatstone termasuk: potensiometer, LDR, pengukur regangan dan termistor, dll.
Aplikasi jambatan Wheatstone digunakan untuk merasakan kuantiti elektrik dan mekanikal. Tetapi, aplikasi jambatan Wheatstone yang sederhana adalah pengukuran cahaya dengan menggunakan alat fotoresistif. Di litar jambatan Wheatstone, perintang bergantung cahaya diletakkan di tempat salah satu perintang.
LDR adalah sensor resistif pasif, yang digunakan untuk mengubah tahap cahaya yang terlihat menjadi perubahan rintangan dan kemudian voltan. LDR boleh digunakan untuk mengukur dan memantau tahap intensiti cahaya. LDR mempunyai beberapa rintangan Megha ohm dalam cahaya redup atau gelap sekitar 900Ω pada intensiti cahaya 100 Lux dan turun ke sekitar 30ohms dalam cahaya terang. Dengan menghubungkan perintang yang bergantung pada cahaya di litar jambatan Wheatstone, kita dapat mengukur dan memantau perubahan tahap cahaya.
Ini semua mengenai prinsip jambatan Wheatstone dan jambatan Wheatstone, yang berfungsi dengan aplikasi. Kami harap anda mendapat pemahaman yang lebih baik mengenai konsep ini. Selanjutnya, sebarang pertanyaan atau keraguan mengenai artikel ini atau projek elektronik , sila berikan maklum balas anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah.
Kredit Foto:
- Jambatan Wheatstone oleh anak lelaki
- Pengaturan Litar Jambatan Wheatstone oleh elektrik4u
- Pengesan Cahaya Jambatan Wheatstone oleh elektronik-tutorial