สะพานวีทสโตนคืออะไร

สะพานวีทสโตนเป็นวงจรไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อบริดจ์วงจรและใช้เพื่อกำหนดความต้านทานขององค์ประกอบวงจร สามารถใช้ในการทดสอบความต้านทานของส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นตัวต้านทานส่วนของเส้นลวดและตัวนำไฟฟ้าอื่น ๆ วงจรบริดจ์ทั่วไปของประเภทวีตสโตนใช้ตัวต้านทานสี่ตัวแยกออกเป็นสองขา โดยการปรับสมดุลของขาข้างหนึ่งของวงจรด้วยความต้านทานที่คงที่และรู้จักกับตัวต้านทานที่ไม่รู้จักทำให้สามารถคำนวณความต้านทานของส่วนประกอบที่กำลังทดสอบได้

เช่นเดียวกับสิ่งประดิษฐ์และเทคนิคมากมายวงจรการทดสอบประเภทนี้ไม่ได้ตั้งชื่อให้กับผู้ที่คิดค้นมันขึ้นมา แต่แรกสำหรับผู้ที่พัฒนาและทำให้สมบูรณ์ มันได้รับการพัฒนาเป็นครั้งแรกในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 โดยชายคนหนึ่งชื่อซามูเอลคริสตี้ แต่มันได้รับความนิยมโดยเซอร์ชาร์ลส์วีตสโตนโดยชื่อนี้เป็นที่รู้จักกันในปัจจุบัน หลักการที่วงจรบริดจ์วีตสโตนดำเนินการและวิธีการที่ใช้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่การประดิษฐ์แม้ว่าการปรับแต่งและการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากได้รับการพัฒนา

ในรูปแบบพื้นฐานที่สุดสะพานวีทสโตนประกอบด้วยวงจรไฟฟ้าที่มีสองขาเป็นแหล่งอินพุตไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ตัวต้านทานสี่ตัวรวมถึงสองตัวที่มีความต้านทานคงที่ที่รู้จักซึ่งเป็นหนึ่งที่มีความต้านทานแปรผันที่สามารถตรวจสอบได้ การเปลี่ยนแปลงและตัวต้านทานที่จะทดสอบ จำเป็นต้องใช้เกจวัดแรงดัน การกำหนดค่าพื้นฐานนี้ช่วยให้สามารถทดสอบวัสดุที่เป็นตัวนำใด ๆ เพื่อตรวจสอบความต้านทานต่อความแม่นยำระดับสูงมาก

วงจรถูกออกแบบมาเพื่อแยกกระแสที่เข้ามาเป็นสองขาซึ่งเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ขาแต่ละข้างมีองค์ประกอบความต้านทานสองตัว ตัวต้านทานหนึ่งตัวของขาแต่ละข้างมีความต้านทานที่แน่นอนและรู้จักกัน บนขาข้างหนึ่งตัวต้านทานนี้จะจับคู่กับตัวต้านทานผันแปรและต้องมีวิธีในการตรวจสอบความต้านทานเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ที่ขาอีกข้างตัวต้านทานที่มีความต้านทานที่รู้จักจะถูกจับคู่กับส่วนประกอบที่จะทำการทดสอบ เมื่อมีการแนะนำกระแสตัวต้านทานแปรผันจะถูกควบคุมจนกระทั่งตัววัดแรงดันลงทะเบียนการไหลของกระแสศูนย์ซึ่งหมายความว่าความต้านทานของขาแต่ละข้างนั้นเหมือนกันทุกประการ

โดยการตรวจสอบการตั้งค่าความต้านทานของตัวต้านทานผันแปรคุณสามารถคำนวณความต้านทานของส่วนประกอบทดสอบได้อย่างง่ายดาย มันเป็นไปได้ที่จะสร้างสะพานวีทสโตนโดยใช้ตัวต้านทานสามตัวที่มีค่าความต้านทานคงที่ตราบใดที่ทราบค่าทั้งหมด การคำนวณที่เกี่ยวข้องในการค้นหาความต้านทานของส่วนประกอบการทดสอบนั้นซับซ้อนมากขึ้นเมื่อใช้สะพานวีทสโตนประเภทนี้ แต่หลักการพื้นฐานที่เกี่ยวข้องนั้นเหมือนกัน