Vad är en Wheatstone Bridge?

En Wheatstone-bro är en typ av elektrisk krets som kallas en bryggkrets och används för att bestämma motståndet hos ett kretselement. Detta kan användas för att testa motståndet hos olika komponenter såsom motstånd, trådavsnitt och alla andra elektriska ledare. En typisk bryggkrets av Wheatstone-typen använder fyra motstånd delade i två ben. Genom att balansera ett ben av kretsen med ett fast, känt motstånd mot det med det okända motståndet, är det möjligt att beräkna motståndet för komponenten som testas.

Liksom många uppfinningar och tekniker namnges inte denna typ av testkrets för den person som först uppfann den utan för den person som utvecklade och perfekterade den. Det utvecklades först i början av 1800-talet av en man vid namn Samuel Christie, men det gjordes populärt av Sir Charles Wheatstone, vars namn det nu är känt. De principer som en Wheatstone-bryggkrets arbetar med och metoderna för vilka den används har inte förändrats väsentligt sedan dess uppfinning, även om många förbättringar och variationer har utvecklats.

I sin mest grundläggande form består en Wheatstone-bro av en elektrisk krets med två ben, en elektrisk ingångskälla med en konstant spänning, fyra motstånd, inklusive två med ett fast, känt motstånd, ett med ett variabelt motstånd som kan övervakas som det förändringar och motståndet som ska testas. En spänningsmätare är också nödvändig. Denna grundkonfiguration gör det möjligt att testa alla ledande material för att bestämma dess motstånd till en mycket hög grad av precision.

Kretsen är utformad för att dela upp den inkommande strömmen i två ben som är överbryggade ihop. Varje ben har två motståndselement. Ett motstånd på varje ben har ett fast, känt motstånd. På ett ben är detta motstånd parat med ett variabelt motstånd, och det måste finnas ett sätt att övervaka motståndet när det förändras. På det andra benet är motståndet med det kända motståndet parat med komponenten som ska testas. När strömmen införs manipuleras det variabla motståndet tills spänningsmätaren registrerar ett nollströmflöde, vilket innebär att motståndet för varje ben är exakt identiskt.

Genom att kontrollera det variabla motståndets resistansinställning är det då möjligt att enkelt beräkna testkomponentens motstånd. Det är möjligt att konstruera en Wheatstone-bro med tre motstånd med fasta motstånd så länge alla värden är kända. Beräkningarna som är involverade i att hitta testkomponentens motstånd är mer komplexa när du använder en Wheatstone-bro av denna typ, men de grundläggande principerna som är inblandade är desamma.