Hvad er en Wheatstone Bridge?

En Wheatstone-bro er en type elektrisk kredsløb kendt som et brokredsløb og bruges til at bestemme modstanden for et kredsløbselement. Dette kan bruges til at teste modstanden for forskellige komponenter, såsom modstande, ledningsafsnit og enhver anden elektrisk leder. Et typisk brokredsløb af Wheatstone-typen bruger fire modstande, der er opdelt i to ben. Ved at afbalancere et ben af ​​kredsløbet med en fast, kendt modstand mod den med den ukendte modstand, er det muligt at beregne modstanden for den komponent, der testes.

Som mange opfindelser og teknikker er denne type testkredse ikke opkaldt efter den person, der først opfandt det, men til den person, der udviklede og perfektionerede det. Det blev først udviklet i det tidlige 19. århundrede af en mand ved navn Samuel Christie, men det blev gjort populært af Sir Charles Wheatstone, hvis navn det nu kendes. De principper, hvormed et Wheatstone-brokredsløb fungerer, og de metoder, som det anvendes til, har ikke ændret sig væsentligt siden dens opfindelse, skønt mange forbedringer og variationer er blevet udviklet.

I sin mest basale form består en Wheatstone-bro af et elektrisk kredsløb med to ben, en elektrisk indgangskilde med en konstant spænding, fire modstande, herunder to med en fast, kendt modstand, en med en variabel modstand, der kan overvåges som den ændringer, og modstanden, der skal testes. En spændingsmåler er også nødvendig. Denne grundlæggende konfiguration tillader, at ethvert ledende materiale testes for at bestemme dets modstand i en meget høj grad af præcision.

Kredsløbet er designet til at opdele den indkommende strøm i to ben, der er broforbundet. Hvert ben har to modstandselementer. En modstand på hvert ben har en fast, kendt modstand. På et ben er denne modstand parret med en variabel modstand, og der skal være et middel til at overvåge modstanden, når den ændrer sig. På det andet ben er modstanden med den kendte modstand parret med den komponent, der skal testes. Når strømmen indføres, manipuleres den variable modstand, indtil spændingsmåleren registrerer en nulstrømstrøm, hvilket betyder, at hvert bens modstande er nøjagtigt identiske.

Ved at kontrollere den variable modstands modstandsindstilling er det derefter let at beregne testkomponentens modstand. Det er muligt at konstruere en Wheatstone-bro ved hjælp af tre modstande med faste modstande, så længe alle værdier er kendt. Beregningerne, der er involveret i at finde testkomponentens modstand, er mere komplekse, når man bruger en Wheatstone-bro af denne type, men de involverede grundlæggende principper er de samme.