Wheatstonen silta

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Wheatstonen silta

Wheatstonen silta on sähkötekniikassa menetelmä vastuksen resistanssin määrittämiseksi. Menetelmän keksi Samuel Hunter Christien vuonna 1833. Menetelmän parannetun version teki myöhemmin tunnetuksi Charles Wheatstone vuonna 1843.

Rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Wheatstonen silta on kaksihaarainen piiri, jossa kummassakin haarassa on kaksi vastusta. Toisen haaran vastuksista toinen on tuntematon ja sen resistanssi voidaan määrittää tunnettujen vastusten resistansseista, kun ne on säädetty niin, että piirin haarojen välillä ei kulje virtaa.

Tuntemattoman vastuksen määritys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kuvassa R_x on tuntematon resistanssi, joka halutaan määrittää. R_1, R_2 ja R_3 ovat tunnettuja resistansseja ja resistanssia R_2 voidaan säätää. Tämän arvoa säädetään, kunnes kuvan pisteiden D ja B välillä ei ole enää jännite-eroa ja näin niiden välillä ei kulje virtaa.

Kun pisteiden B ja D välillä ei kulje virtaa, niin Kirchhoffin lain mukaisesti päätellään, että sama virta I_1 kulkee sekä vastuksen R_1 että vastuksen R_2 kautta. Samoin virta I_3 kulkee sekä vastuksen R_3 että vastuksen R_x kautta.

Koska tiedetään, että jännitelähteen positiivisen navan ja pisteen D välinen jännite-ero \scriptstyle V_{AD} on sama kuin positiivisen navan ja pisteen B jännite-ero \scriptstyle V_{AB}, niin voidaan merkitä

V_{AD}=V_{AB} \Rightarrow R_1I_1=R_3I_3\,\!.

Vastaavasti jännitelähteen negatiivisen navan ja pisteen D jännite-ero \scriptstyle V_{CD} on sama kuin negatiivisen navan ja pisteen B välinen jännite-ero \scriptstyle V_{CB}, joten merkitään

V_{CD}=V_{CB} \Rightarrow R_2I_1=R_xI_3\,\!.

Tällöin tuntemattoman vastuksen arvo on [1]

R_x = {{R_3 \cdot R_2}\over{R_1}}.

Piirin haarojen välinen nollavirta voidaan todeta käyttämällä herkkää galvanometriä.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Olli Aumala: Mittaustekniikan perusteet, s. 114. Otatieto, 2001. ISBN 951-672-306-3.